ПИ регулятор для теплого пола
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Доброго времени суток. Ищу программиста, схемотехника, разработчика автоматических систем. Пытаюсь организовать штучное производство ПИ регуляторов для установки на коллекторы теплого пола. Сам немного увлекаюсь микроконтроллерами, но данный проект не потяну .ТЗ представляется мне следующим образом:
1. Конструктив: Блок с ардуино(предположительно нано или мини впаивается на плату), корпус с колодками под термодатчики и управляющие контакты на сервопривода (скорее всего их будет 6). Дисплей, кнопки, разъем для питания. Отдельно сервоприводы с устройством крепления и сопряжения с коллектором теплого пола.
2. Принцип работы:
Режим 1; Микроконтроллер опрашивает термодатчики вмонтированные в полу и на основании полученных значений производит регулировку протока в конкретном луче теплого пола за счет поворота сервопривода на определенный угол в ту или иную сторону. На дисплее номер луча, ниже уставка температуры, ниже текушая температура, ниже угол открытия клапана сервоприводом.
Режим2; Ручной режим – пользователь может с помощью кнопок или их комбинации установить конкретный угол открытия каждого луча. При этом индикация температуры в луче и угол открытия сервы.
Режим 3; Режим наладки ПИ регулятора – доступен лишь по кодовой комбинации клавиш используется для изменения уставки температуры и пропорциональных и интегральных констант ПИ регулятора. Индикация – номер луча, уставка температуры и константы. Данные сохраняются после отключения питания.
3. Перспектива: Запись значений температуры на носитель(флеш карта). Управление в зависимости от времени(конкретное включение и выключение каждого луча в определенное пользователем время)
Если есть желание помочь мне с реализацией программной и аппаратной части, то я с удовольствием рассмотрю Ваше предложение на почту pacik33@yandex.ru . Удачной охоты.
Позвольте я спрошу прямо тут - о каких сервоприводах идет речь?
Про приводы правильный вопрос. Это 0-12 в ? Или электротермоголовки ? Или китайские моторчики ? Сколько у вас предполагается лучей ? Скажу сразу, желания "помогать бесплатно" нет. Озвучте бюджет.
Вопрос о серве открыт. Есть вариант уйти от ПИ регулятора и использовать
http://valtec.ru/catalog/sistemy_vodyanogo_teplogo_pola/avtomatika_dlya_upravleniya_vodyanym_teplym_polom/servoprivod_lektrotermicheskij_normalno_otkrytyj_vtte3042a.html
По бюджету пишите на почту кому интересно. Начало разработки планирую после НГ.
Вопрос о серве открыт. Есть вариант уйти от ПИ регулятора и использовать
http://valtec.ru/catalog/sistemy_vodyanogo_teplogo_pola/avtomatika_dlya_upravleniya_vodyanym_teplym_polom/servoprivod_lektrotermicheskij_normalno_otkrytyj_vtte3042a.html
По бюджету пишите на почту кому интересно. Начало разработки планирую после НГ.
Совсем непонятно стало... Как использование этого клапана позволит уйти от ПИ регулятора?
Этот "сервопривод" имеет только два положения открыт и закрыт. ПИ регулятор используется в системах автоматического управления для формирования управляющего сигнала с целью получения необходимых точности и качества переходного процесса. Тоесть линейного изменения величины мощности в зависимости от температуры пола мы не получим с помошью этого "сервопривода"... Только дискретные включения выключения. А такой способ управления давно реализован буржуями и аналогов огромное количество. Есть опыт в эксплуатации систем теплого пола с ПИ регулятором типа "ОВЕН" и поворотной сервой и не побоюсь цифр это примерно 9-10% экономии энергии, за счет плавного моделирования, равномерность прогрева - это очень актуально при посредственной укладке теплого пола. Также в небольших теплых полах наличие ПИ регулирования допускает исключить смесительного узла и сильно удешевляет систему... Распинаться можно много по поводу прелестей ПИ регулирования системами теплых полов, главное пока нет внятных(по цене) буржуйских аналогов...
я правильно понимаю что речь идет о водоподогреве ?
Идея очень хорошая. В текущей ситаации все европейские поставщики вышли из цены.
И отечественные тоже на грани. Овен уже не конкурент для частного дома :)
Перешел на ардуино и корейские привода.
Идея очень хорошая. В текущей ситаации все европейские поставщики вышли из цены.
И отечественные тоже на грани. Овен уже не конкурент для частного дома :)
Перешел на ардуино и корейские привода.
какие именно приводы?
Контора SMARTVALVE от ду 15 запорного и выше.
Правда не нравиться форма запорной части у регулирующих.
Если монтажник неправильно клапан поставит, то или переставлять или отверстия сверлить.
Контора SMARTVALVE от ду 15 запорного и выше.
Правда не нравиться форма запорной части у регулирующих.
Если монтажник неправильно клапан поставит, то или переставлять или отверстия сверлить.
прямую ссылку можно?
http://valvesale.ru/taps/taps-QT3308/
Господа, а стоит ли копья ломать? Всё уже придумано и работает. Только on-off!!! Просто нужно скопировать принцип работы "буржуйских" контроллеров. И это, действительно, удешевит стоимость при нынешнем курсе EURO. При достижении заданной температуры в помещении (или полу) подаётся команда на закрытие сервопривода, и наоборот. "Тёплый пол" - самая инертная система отопления. Время реагирования 4-6 часов (в зависимости от толщины бетона). Какое ПИ регулирование? В этом нет необходимости. А вот что действительно нужно (не во всех европейских контоллерах это реализовано), так это выключение циркуляционного насоса при закрытии всех петель, ну, и как опция, какой-нибудь сигнал на котёл или иной источник тепла.
Какое ПИ регулирование? В этом нет необходимости.
в этом всегда есть смысл. а необходимость - это от пожеланий уже...
1. Только on-off!!! Просто нужно скопировать принцип работы "буржуйских" контроллеров.
2. При достижении заданной температуры в помещении (или полу) подаётся команда на закрытие сервопривода, и наоборот. "Тёплый пол" - самая инертная система отопления. Время реагирования 4-6 часов (в зависимости от толщины бетона).
3. Какое ПИ регулирование? В этом нет необходимости.
4. А вот что действительно нужно (не во всех европейских контоллерах это реализовано), так это выключение циркуляционного насоса при закрытии всех петель, ну, и как опция, какой-нибудь сигнал на котёл или иной источник тепла.
1. Не надо ничего включать-выключать. И даже копировать ничего не надо.
Это пример как сделать постое управление. но дорого:
Сервовентили, контроллеры, датчики.......
2. Именно из-за большой инерции пола вы получите закрытие клапанов к обеду,
когда потеплеет на улице, особенно весной-осенью, полное остывание и ледяной пол к вечеру
который снова прогреется только к утру.
3. Регулировать нужно только температуру подачи ( можно в зависимости от наружной).
И шестигранниками на верхней рейке поток теплоносителя в каждый контур.
Очень удобно это делать когда на нижней стоят расходомеры вместо клапанов.
А потом бегать по комнатам с инфракрасным термометром,
смотреть результат регулировки и корректировать по температуре поверхности пола.
Или по ощущениям.
4. А вот выключать циркуляцию не стоит.
Почти не реально, но возможно замерзание части трубки.
Да и стоячая вода в разных контурах и в разных частях контура будет неравномерно остывать.
То есть неравномерно, пятнами, поверхность пола.
У Грундфоса и Вило есть насосы для полов с пропорциональным управлением по расходу,
их мощьность ( обороты) снижаются при низком расходе.
И для чего же "молотит" насос, если ВСЕ контура закрыты?
Добрый день.
Чем закончилась тема по построению "ПИ регулятор для теплого пола" ?
Удалось реализовать или найти подходящее решение?
Всем привет!
Мне удалось "оседлать" электротермический сервопривод (Valtec, но не суть) с помощью собственного ШИМ-алгоритма.
В итоге шток клапана находится в особом промежуточном положении и алгоритм поддерживает заданную температуру на выходе трехходового смесительного клапана (на который накручен электротермический сервопривод)
Подробности тут.
Теперь работаю над алгоритмом вычисления температуры подачи по показаниям комнатных и уличных датчиков температуры.
Да ты просто "крут" и тебе можно уже на премию подавать заявку! Молодец! Так держать!
PS: ничо, шо фирма "Овен" анонсировала такой контроллер аж в 2000 году и системы используются до сих пор??? (не реклама)
ничо, шо фирма "Овен" анонсировала такой контроллер аж в 2000 году и системы используются до сих пор??? (не реклама)
Точно не реклама?
Я не нашел никаких годных открытых наработок по управлению электротермическим сервоприводом на Arduino.
Поэтому, во-первых - теперь в инете есть открытые наработки (выложил всё на этом форуме). Премий мне не нужно.
Во-вторых - мне не достаточно просто управлять температурой выходящей воды. Это умела механическая термоголовка с выносным жидкостным датчиком. Я хочу написать свой собственный алгоритм, который будет задавать эту температуру. Запланировал это еще при строительстве дома и сейчас попытаюсь реализовать.
Не переживайте, этот персонаж как накатит, так и лезет на форум словами бросаться направо и налево.
Я не нашел никаких годных открытых наработок по управлению электротермическим сервоприводом на Arduino.
Поэтому, во-первых - теперь в инете есть открытые наработки (выложил всё на этом форуме). Премий мне не нужно.
Во-вторых - мне не достаточно просто управлять температурой выходящей воды. Это умела механическая термоголовка с выносным жидкостным датчиком. Я хочу написать свой собственный алгоритм, который будет задавать эту температуру. Запланировал это еще при строительстве дома и сейчас попытаюсь реализовать.
Павел, медленный шим, а именно так называется способ управления, которым вы пользуетесь, запрещен производителями этих клапанов. Но при необходимости, думаю, можно, только нужно учитывать, что срок эксплуатации сильно укорачивается. Правда у меня на даче десяток термоэлектрических клапанов трудятся в таком режиме лет десять. Только один развалился, пластиковый корпус лопнул.
Я не нашел никаких годных открытых наработок по управлению электротермическим сервоприводом на Arduino.
Поэтому, во-первых - теперь в инете есть открытые наработки (выложил всё на этом форуме). Премий мне не нужно.
Во-вторых - мне не достаточно просто управлять температурой выходящей воды. Это умела механическая термоголовка с выносным жидкостным датчиком. Я хочу написать свой собственный алгоритм, который будет задавать эту температуру. Запланировал это еще при строительстве дома и сейчас попытаюсь реализовать.
Павел, медленный шим, а именно так называется способ управления, которым вы пользуетесь, запрещен производителями этих клапанов. Но при необходимости, думаю, можно, только нужно учитывать, что срок эксплуатации сильно укорачивается. Правда у меня на даче десяток термоэлектрических клапанов трудятся в таком режиме лет десять. Только один развалился, пластиковый корпус лопнул.
Я соседу за 15 лет уже 6 из 8-ми поменял.
HERZ называются.
Разбирал для исследований, плохой контакт с нагревательной шайбой, протирается место контакта.
Но разобрать не сломав для ремонта сложно.
Отдавал (снимал) свои когда понял их бесполезность
( на первом году эксплуатации)
просто отрегулировав разные расходы по разным контурам.
Регулирую только температуру подачи, редко и вручную,
28 при 0 и 35 при минус 20 обычным трехходовиком с капилляром.
Котлы бывают твердотопливные, а у вас полы видимо :)
Да? Очень интересно. А можно про это где-нибудь почитать?
Алгоритм сам находит равновесное положение штока клапана, для моего экземпляра это около 12-13 секунд подачи напряжения (220в) и 37-38 секунд "отдыха".
Можно, конечно, поэкспериментировать с маленькими таймингами. Например, тупо уменьшить в 10 раз.
Тогда в теории подача напряжения будет 1.2-1.3 секунды, а отдых клапана 3.7-3.8 секунд. Только для меня неудобство очень точного контроля времени. Ведь сейчас мой алгоритм меняет ширину импульса "включено" с шагом 0.25 секунды. А при уменьшении в 10 раз шаг должен тоже уменьшиться до 0.025 сек.
У меня Arduino в промежутках между управлением клапаном умудряется измерять температуру (раз в 3 сек), раз в секунду принимает решение, отправляет в облачную БД показатели (раз в 30 сек), раз в 5 минут проверяет в облачной БД, не обновились ли настройки, и загружает их при необходимости в EEPROM.
Боюсь, точности в 0.025 секунд с таким набором задач можно не достичь. Delay`ев у меня почти нет (только раз в 5 минут есть задержка 500мс для получения настроек с сервера, можно конечно переписать, но я забил).
Это чудесные результаты. А у вас какие "тайминги"? (включено - выключено)
Можете предположить, что влияет на срок службы? Количество движений от упора до упора? (пробег в мм, так сказать)
Может ли повлиять на срок службы нахождение в промежуточном положении?
Я тоже, четвертый год уже так. Цифры похожие на ваши.
И мне давно стало интересно вот это "кручение капиллярной термоголовки" заменить на автоматику. Вот, занимаюсь.
У меня котёл твердотопливный Энергия-ТТ. Раз в неделю загружаю до полного бункер каменного угля (всего входит около 180-200 кг). Котёл горит без перерыва, сам регулирует подачу воздуха (вентилятор наддува, фабричный контроллер) и держит нужную температуру (настроено на +70°) на подаче в гидрострелку (обычный кусок толстой трубы, гидроразделитель по сути).
От гидрострелки запитаны:
1) Бойлер косвенник - делает горячую воду
2) Тёплый пол со своим смесительным узлом (делает из +70° заданную температуру)
3) Смесительный узел на радиаторы (ограничивает подачу в пластиковые трубы до радиатора +65°). У меня только один радиатор, в остальных комнатах хватает только тёплого пола.
Павел, медленный шим, а именно так называется способ управления, которым вы пользуетесь, запрещен производителями этих клапанов...
Тожде собрал колекторную группу горячего и теплого контура. Подачу регулирую термоголовками по ШИМ с Arduino, контрольная температура по датчику в комнатах. Головки купил китайские (BEOK вроде) европейский уж больно дорого стоят. Пролетел один сезон, нормально. Посчитал эконкомию по электричеству получил около 10% по сравнению с прошлым сезоном...
С радиаторами натроить параметры ПИД поучилось без осбой сложности, т.к. инертность у них не высокая, а вот с теплым водянным полом так и не добрался. Зима закончилась :-) Хотя показатели в диапазоне +- 1,5 градуса удерживать удается. Солнышко только днем перегревает помещения с теплым полом. И как его учесть даже ума не приложу :-)
P.S.
Котел элеткро, строим газ... Теплоноситель в котле грею в зависимости от температуры на улице. Вот по таким графикам.
Еклмн, 90 в пол !?
Еклмн, 90 в пол !?
Сейчас вот где-то 28 градусов....
Сделать можно .
Занимался твердотопливными котлами на био топливе ( читай шелуха от семечек и прочее), универсальными котлами на отработке масла и пелетах. Если найдется толковый и соображающий в алгоритмах работы от и до - то можно сделать универсальный контроллер с настройками через веб интерфейс на практически все случаи жизни . Но мне пока такой спец не попался. Многие хотят универсальный контроллер , только сами не в зуб ногой , что за настройки должны быть для такого контроллера. а разговоров на эту тему полно.
1. Конструктив: Блок с ардуино(предположительно нано или мини впаивается на плату), корпус с колодками под термодатчики и управляющие контакты на сервопривода (скорее всего их будет 6). Дисплей, кнопки, разъем для питания. Отдельно сервоприводы с устройством крепления и сопряжения с коллектором теплого пола.
Идея хорошая, но реализация, по моему мнению, не правильная.
Разберем по порядку:
1) Если что впаиваем в плату (типа блока ардуино), в этом случае проще впаять микроконтроллер, а не ардуино. Пройдет время, закончатся на рынке ардуино применяемой конструкции и что делать дальше?
2) А дальше - вообще не нужно Ардуино. От них нужно вести провода к центральному модулю и.т.д. На готовых объектах это может быть уже не возможно по разным причинам (выполнена отделка, нужно сверлить потолки или полы). Поэтому применяем модули ESP8266. К ним подводим только питание 220 вольт (желательно не на прямую, а через блок питания). Подключаем к модулю датчик температуры типа DS1820 или DHT22. Также пару выводим выходов для управления клапаном. Такой модуль можно установить в каждой комнате и регулировать температуру индивидуально.
3) Все ESP8266 связываем в сеть Mesh. Это такая самонастраивающаяся сеть. Реализация сети не сложная, есть готовые примеры. Все модули могут обмениваться информацией и получать управляющие команды.
4) В качестве центрального модуля можно применить ESP32-WROOM. Очень интересный модуль. В нем установлено несколько типов памяти. Не буду умничать перечислением характеристик (все можно найти в интернете), скажу проще - есть память для основной программы, память для хранения различных настроек (библиотека Preferences.h), память для хранения файлов (библиотека SPIFFS.h). Это позволяет иметь небольшую простую файловую систему для обмена файлами с внешним миром.
Но это еще не все плюшки модуля ESP32. Модуль имеет двухядерную организацию, то есть два встроенных микроконтроллера. Это позволяет, к примеру, выполнять поддержку сети, общение с модулями на одном ядре, а поднять сервер для общения с внешним миров на другом. Программы Ардуино выполняются на ядре номер 1.
Простой командой типа xTaskCreatePinnedToCore(bridge, "bridge", 4096, NULL, 1, NULL, 0); можно выполнять программы на втором ядре. Проверено - работает обалденно.
Все это можно будет организовать так что бы управлять не только местным доступом но и из облака или других интернет ресурсов. Система может развиваться без ограничений при приходе разных "гениальных" идей.
Ну и последнее - если я такой умный, почему сам не делаю. Делаю! Выкладываю фрагменты готовых устройств.
Если есть интересующиеся этой темой, прошу на мой сайт https://madeonline.ru/ . В нем есть форум и другие материалы по этой теме.
3) Смесительный узел на радиаторы (ограничивает подачу в пластиковые трубы до радиатора +65°). У меня только один радиатор, в остальных комнатах хватает только тёплого пола.
Правильное решение. Лет 15 назад смонтировали систему отопления на п/п трубах одному священнику у которого 5-6 детишек. Приход бедненький, спонсоры построили домик, а мы смонтировали отопление и водоснабжение. Котел установили твердотопливный, подвод газа предполагался не скоро.
Так вот раскочегарили они котел свыше 100 градусов. Покорежились и расплавились наши трубы.
Так что ограничивать температуру в системе нужно обязательно.
Ищу программиста, схемотехника, разработчика автоматических систем. Пытаюсь организовать штучное производство ПИ регуляторов для установки на коллекторы теплого пола.
Если есть желание помочь мне с реализацией программной и аппаратной части, то я с удовольствием рассмотрю Ваше предложение на почту pacik33@yandex.ru . Удачной охоты.
Пару дней тишина на этой ветке форума. Чисто для интереса, чем закончилась охота?
В большинстве PWM регуляторов отопления используется 15 минутный цикл, в течение которого на термостатический клапан подается напряжение. Если нам нужно 100% открытие, то в течение 15 минут напряжение подано, если нужно 30%, то 5 минут подано, 10 минут снято. Если нужно 70%, то 10 минут подано, 5 минут снято. Таким образом в течение одного часа мы получим 4 климатических цикла, например график закрыто(5 минут),закрыто(5 минут),открыто(5 минут) __П__П__П__П
Другое дело, что дорогие контроллеры умеют контролировать скорость нарастания температуры и заранее открывают клапан, обеспечивая максимально эффективное регулирование температуры.
Надо написать полноценную и удобную функцию, чтобы на входе было значение calculate от функции PID() в библиотеке PID_v1, а она уже корректно регулировала затвором клапана. Скажем на входе в функцию будет:
01
// Например возьмем общий интервал прогрева 15 минут или 900 сек, то:
02
03
// Минимальное время (сек) прогрева когда клапан минимально открыт
04
#define TIMEOPEN_MIN = 60
05
// Максимальное время (сек) прогрева когда клапан уже открыт полностью
06
#define TIMEOPEN_MAX = 600
07
// значение из функции ПИД регулятора 0..255
08
#define POWER
09
// pin подключения SSD реле
10
#define PIN_SSD1
Входные параметры TIMEOPEN_MIN, TIMEOPEN_MAX индивидуально подбираются для каждого ТИПА клапанов установленного на системе регулирования. Позволит более быстро реагировать на изменения.
Можно конечно оставить и от 1 до 900 сек, но появятся мертвые зоны при которых регулирования не будет происходить. Есть конечно клапана с управляющим сигналом 0..10В но ценник конский 8 тыс.руб. за штуку :-(
AlexArGC, так самое сложное - это правильно рассчитать результат ПИД в этой самой функции calculate() под свою систему. А уж имея готовое значение, управлять клапаном сможет любой школьник
AlexArGC, так самое сложное - это правильно рассчитать результат ПИД в этой самой функции calculate() под свою систему. А уж имея готовое значение, управлять клапаном сможет любой школьник
Для батарей легко рассчитывается. Для теплых полов у меня пкоа не получилось найти более приемлемый результат, но в принципе тоже работает. Просто внешние факторы (например солнце) постоянно выводит систему из равновесия.
AlexArGC, так самое сложное - это правильно рассчитать результат ПИД в этой самой функции calculate() под свою систему. А уж имея готовое значение, управлять клапаном сможет любой школьник
Прошу меня поправить, но зачем такие сложности в ПИД регулировании температуры пола. У меня теплые водяные полы на двух этажах общей площадью 240 м2. Смонтировал теплые полы после 20 лет проживания на Крайнем Севере (тяжелый синдром недостатка тепла :-). В каждой комнате требуется свой режим регулирования. Инертность нагрева пола - несколько часов. Что то регулировать с интервалами в десятки минут не имеет смысла. По моему мнению, достаточно в каждой комнате установить WiFi модуль с датчиком DS1820 и запорным клапаном, а еще лучше моторизированным краном. Клапан может заклинить или что то в этом роде. Моторизированный кран можно открывать не на полную, а регулировать величину открытия. Определяем время полного открытия крана, затем можно регулировать на необходимый процент. Модуль может автономно поддерживать установленную температуру. Установки температуры, команды, результат измерения и.т.д модуль отправляет на центральный модуль, смартфон, облако и.т.д.
Прошу меня поправить, но зачем такие сложности в ПИД регулировании температуры пола. У меня теплые водяные полы на двух этажах общей площадью 240 м2. Смонтировал теплые полы после 20 лет проживания на Крайнем Севере (тяжелый синдром недостатка тепла :-). В каждой комнате требуется свой режим регулирования. Инертность нагрева пола - несколько часов. Что то регулировать с интервалами в десятки минут не имеет смысла. По моему мнению, достаточно в каждой комнате установить WiFi модуль с датчиком DS1820 и запорным клапаном, а еще лучше моторизированным краном. Клапан может заклинить или что то в этом роде. Моторизированный кран можно открывать не на полную, а регулировать величину открытия. Определяем время полного открытия крана, затем можно регулировать на необходимый процент. Модуль может автономно поддерживать установленную температуру. Установки температуры, команды, результат измерения и.т.д модуль отправляет на центральный модуль, смартфон, облако и.т.д.
Не понимаю, что вы имели виду "ТАК СЛОЖНО". Вообще ничего сложного. Я не температуру пола регулирую, а температур помещения. Подача идет с коллектора из котельной. Никто пол и не регулирует с интервалом в 10-ки минут. Это условия были указаны для электротермического клапана, он как раз и регулирует скорость подачи теплоносителя в контур пола. А ПИ регулирование позволяет устранить "качения системы".
P.S.
Датчик DS18B20 в помойку ни одного стабильного не попалось, от слова совсем. DHT22 с горем пополам живут и даже на длинном проводе работают. Для локальных измерений лучше Si7021 и более старшие на I2C шине.
P.P.S.
Многие ребята уже пришли к мнению, что в теплых полах лучше регулировать температуру теплоносителя в зависимости от внешней темперетары на улице (ПЗА), а скорость подачи в контур теплоносителя они устанавливают постоянным. Подбирают комфортный график и все.
Датчик DS18B20 в помойку ни одного стабильного не попалось, от слова совсем.
Не хочется спорить, у всех свои предпочтения, что и как делать.
Но о датчиках DS1820 могу сказать, что применил их больше двух сотен в разных устройствах. За это время ни одного отказа не зафиксировано.
По поводу регулировки температуры в помещении оно конечно правильно, но если не контролировать температуру полов, не забывайте одевать тапки, когда в помещении холодно, а полы разогреты по максимуму.
К тому же заказчику все эта информация не нужна. Это мы так пообщаться между собой решили :-).
На сим откланиваюсь.
Нормальные датчики. В чем/ком проблема, даже предполагать не буду.
Да и применение ПИДа (даже медленного) в медленных системах это ооочень странное решение. Обычная термоголовка с легкостью справляется с этой "очень сложной" задачей.