ПИД регулятор для теплицы.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Pyotr пишет:
Вот упала средняя Т за 1 мин. на 0.02С (0.1С/мин=6С/час это очень много и практически при закрытых фрамугах и работающем отоплении невозможно).

0,1 тут была просто условная величина 

Pyotr пишет:
Ждем еще 1 мин. Потом еще 1 мин. Видим тенденцию, а не просто помеха. Считаем количество энергии необходимой для нагрева объема воздуха 0.02С/мин * 30мин = 0.6С. 30 мин пусть тр.задержка.  Тут же начинать греть регистры и считать вкачанные дополнительные Джоули. Досчитали до 0.5 от расчетных и отключаем подмес. Считая что скорость нагрева и остывания регистров одинакова.

Интересный вариант, я предполагал просто компенсировать потери, а так отклик должен получиться гораздо быстрее.

Pyotr пишет:
По мере нагрева-остывания регистров смотрим за текущей Т воздуха и если нет значительного падения, возвращаем Т регистров к первоначальному значению или на пару град. выше. Пара этих градусов есть интегральная часть, только вычисляться будет в определенные моменты, а не через равные промежутки и по другому алгоритму.
Здесь наверно стоит задействовать еще, как минимум, внешний датчик температуры, а вообще напрашивается погодная станция. 

 

Pyotr
Offline
Зарегистрирован: 12.03.2014

Всеж излучение пропорционально четвертой степени температуры.

Закон Стефана — Больцмана[править | править код]

Основная статья: Закон Стефана — Больцмана

Общая энергия теплового излучения определяется законом Стефана — Больцмана, который гласит:

Мощность излучения абсолютно чёрного тела (интегральная мощность по всему спектру), приходящаяся на единицу площади поверхности, прямо пропорциональна четвёртой степени температуры тела:

{\displaystyle j=\sigma T^{4},}{\displaystyle j=\sigma T^{4},}

где {\displaystyle j}j — мощность на единицу площади излучающей поверхности, а

{\displaystyle \sigma ={\frac {2\pi ^{5}k^{4}}{15c^{2}h^{3}}}={\frac {\pi ^{2}k^{4}}{60\hbar ^{3}c^{2}}}\simeq 5{,}670400(40)\cdot 10^{-8}}{\displaystyle \sigma ={\frac {2\pi ^{5}k^{4}}{15c^{2}h^{3}}}={\frac {\pi ^{2}k^{4}}{60\hbar ^{3}c^{2}}}\simeq 5{,}670400(40)\cdot 10^{-8}} Вт/(м²·К4) — постоянная Стефана — Больцмана.

Таким образом, абсолютно чёрное тело при {\displaystyle T}T = 100 K излучает 5,67 ватт с квадратного метра своей поверхности. При температуре 1000 K мощность излучения увеличивается до 56,7 киловатт с квадратного метра.

Из вики

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

Ну и зачем поддерживать температуру в теплице излучением.  Достаточно распылить воду и температура в теплице повысится(понизится) в зависимости от температуры воды распыления. http://agroteplica.by/dop-oborudovanie/sistemy-orosheniya/

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Pyotr пишет:

Всеж излучение пропорционально четвертой степени температуры.

закон, что вы там привели, в полной мера актуален для космического корабля

то чем вы занимаетесь это термодинамика, а еще более узко - тепломассобомен.

qwone, для многих растений нежелательна высокая влажность воздуха и поливы желательны только под корень

 

 

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

ВН пишет:

qwone, для многих растений нежелательна высокая влажность воздуха и поливы желательны только под корень

Видимо, закуску он не выращивает. :)

Pyotr
Offline
Зарегистрирован: 12.03.2014

ВН пишет:

Pyotr пишет:

Всеж излучение пропорционально четвертой степени температуры.

закон, что вы там привели, в полной мера актуален для космического корабля

то чем вы занимаетесь это термодинамика, а еще более узко - тепломассобомен.

qwone, для многих растений нежелательна высокая влажность воздуха и поливы желательны только под корень

 

 

Да это так, для общего развития) Конечно излучение не буду считать.
А на Квона я уж не реагирую. Нехай пишет) 
Пошел я дальше работать руками. Мошт до вечера какая мысля вумная посетит)

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

ВН пишет:
qwone, для многих растений нежелательна высокая влажность воздуха и поливы желательны только под корень
управление температурой воздуха в теплице через сбрызгивание через форсунки и полив под корень это разные системы. По любому теплица это еще и наличие дополнительного бака воды. Другое дело в каком виде этот бак исполнить.

Pyotr
Offline
Зарегистрирован: 12.03.2014

Покажу график температуры воздуха и котла в томатной теплице. Котел напрямую подключен к отоплению.
Алгоритм такой: Считается средняя Т в теплице за минуту, скорость изменения Т (разность Т текущая - Т предыдущая), вычисляется уставка на 10-15 мин. вперед и ожидаемая Т в теплице на 10-15 мин. вперед с учетом тренда (скорости изменения Т). Сравнивается Т ожидаемая с Т уставки на 10 мин. вперед и котел вкл. или выкл.

Скриншоты со смартфона. Это один и тот же график, но с отметками макс. и мин значений Т воздуха.
 В 7 утра включается часть ламп 60 Вт/м2. В 8:30 вкл. вторая часть ламп, поэтому скачки на графике. Лампы включаются отдельным таймером и контроллер об этом не знает.
Котлом управляет контроллер на ардуино со своими датчиками Si7021, а ESP8266 регистрирует параметры со своими датчиками DS18B20 и отправляет на ThingSpeak каждые 16 сек. ESP в управлении котлом не участвует.
Т воздуха примерно одинаковы с показаниями контроллера, а Т котла занижены на 6-7 С. Видимо даллас "сильно китайский".

Видно что колебания Т воздуха не более +-0.5 С. Это неплохо, но поработать есть над чем.

Приложение на смарт https://play.google.com/store/apps/details?id=com.hengjun.thingspeak&hl=ru

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Весьма показательно!  Т.е. внешние изменения отруливаются очень даже хорошо, а вот при резком вбросе тепла с малоинерционного излучателя, ламп, хорошо видно, как система запаздывает с регулировкой и даже начинает отвечать невпопад.

Или "невпопад" включает утренний подъем температуры?

Pyotr
Offline
Зарегистрирован: 12.03.2014

ВН пишет:

Весьма показательно!  Т.е. внешние изменения отруливаются очень даже хорошо, а вот при резком вбросе тепла с малоинерционного излучателя, ламп, хорошо видно, как система запаздывает с регулировкой и даже начинает отвечать невпопад.

Или "невпопад" включает утренний подъем температуры?

Большой скачек Т при включении ламп получился потому, что перед их включением котел нагрел систему (контроллер не знал что скоро включатся лампы). На контроллере выход на дневную Т где-то через 30-50 мин. после включения второй части ламп. Рост Т в теплице утром происходит в основном за счет тепла от ламп и тепла от остывающих регистров (котел почти не включается. Это зависит от Т наружней). 

Ночная Т 16С, дневная - 19С, скорость роста кажется выставил 1С/час или 1.5С/час. 

Да, это утренний подъем Т.

Да, второй скачек тоже из-за того что котел перед включением ламп работал. Так совпало.

Pyotr
Offline
Зарегистрирован: 12.03.2014

Начал урывками прорабатывать погодную станцию "для grower_а". (короче кто занимается выращиванием всякого)

Думаю сделать на ESP8266. Также отправлять данные на ThingSpeak и через модуль JDY-40 пулять в эфир всем желающим. Можно и с канала ThingSpeak  читать данные и через JDY-40 если без вай-фай.
Датчики какие у меня есть: 
флюгер, анемометр, люксметр BH1750FVI,    
Т, влажность, давление - BME280, 
потом датчик дождя будет еще.

Будут данные:
направление ветра, скорость ветра средняя и порывы,
солнечная радиация в Вт/м2 и накопленная радиация за период с момента восхода солнца или с 00:00ч в Дж/см2.
 Т, влажность, давление, 
Кажись всё.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

Pyotr, мне кажется, по тому что вы тут выложили, что ПИД как таковой у вас вполне работает. Вопрос как раз в отработке  резких изменений и чем больше у вас будет параметров для анализа, тем более плавно можно будет их отслеживать.  

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

ВН пишет:
Pyotr, мне кажется, по тому что вы тут выложили, что ПИД как таковой у вас вполне работает. Вопрос как раз в отработке  резких изменений и чем больше у вас будет параметров для анализа, тем более плавно можно будет их отслеживать. 
Ну врят ли  у ТС выйдет активный шумоподавитель термо-стабилизитор. Сильно сложно это с точки математики и надо много датчиков и локальных подогревателей.  Хотите стабильную температуру повышайте тепловую инерцию(проще всего  большой бак воды) . Здесь про дом, но теплицы это подобная задача. https://www.youtube.com/watch?v=f-cmdcGDNWI

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

qwone,  демпфер- бак с водой, весьма инерционен, прямо скажем, тут просятся, как минимум, предопределенные параметры, т.е. индивидуальные для каждой теплицы, в чем собственно и расписались ученые мужи в умной статье.

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

ВН, а видишь ли какое дело. Батареи в доме, ресиверы в теплице это и есть маломощные(мало инерционные) демпфера. Вот их объем и наращивают для большей эффективности.  Да и что такое весьма инерционен . Какая разница накачать один раз и много или много раз и по чуть-чуть. Энергии уйдет одинаково, если конечно не устраивать тепловой тришкин кафтан.

ВН
Offline
Зарегистрирован: 25.02.2016

qwone пишет:

ВН, а видишь ли какое дело. Батареи в доме, ресиверы в теплице это и есть маломощные(мало инерционные) демпфера. Вот их объем и наращивают для большей эффективности. 

пральна, пральна. Петр тут уже приводил диаметр и длину своих труб в теплице, можно не полениться и посчитать, какой там объем воды у него в трубах. Потом прикинуть сколько в них джоулей при 60 °С запасается и сравнить с лампочками. 

qwone
qwone аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.07.2016

В странах где воткни черенок лопаты и он прорастет окружающая среда уже является тепловым демфером, без денежных затрат. И китайцы заливают водой свои поля , что бы снять три урожая, тоже вода служит еще и тепловым демфером снижающие перепады день/ночь.  А вот с изменением широты затраты на сельское хозяйство будут расти.  Идею я подсказал, как совершенствовать тепличное хозяйство.

Pyotr
Offline
Зарегистрирован: 12.03.2014

Квон, мы с Вами говорим о разных вещах. Я - об отоплении и поддержании нужного растениям микроклимата в теплице в зимний-ранневесенний период, Вы - о защите растений от гибели при кратковременных заморозках в мае. Защита от заморозков другая тема и очень обширная. Есть варианты проще.

Решите для себя задачу.
На отопление теплицы при минус 10-15С за бортом требуется 300 Вт/м2 мощности обогревателя. При минус 30 - около 500Вт/м2. Пусть ночь длится 15 часов.
Какой объем воды нужен, при остывании которой на 20С, выделилось бы столько энергии?

В огуречной, как я писал ранее, труба по периметру Д102мм (объем около 700л), а наземный контур (рельсы у тепличников) профтруба 30х60х2 мм (может литров 80-100). После морозной ночи они горячие и если всходит яркое солнце встает проблема как их охладить. Это при неправильных алгоритмах управления. В моем случае теплоинерционность отопления это недостаток. Трубы надо бы делать д=57мм, но в два раза больше по длине. Площадь регистров осталась бы прежней, а объем воды в них значительно уменьшился. Просто 102 труба у меня была и даже еще осталась.
Труборельсы делал (доделываю) из профтрубы именно поэтому. Система у меня открытая, так что их не раздует давлением.

Теплоаккумуляторы применяют в тепличных комбинатах (ТК) для того чтоб в них скидывать тепло от работающих днем газовых котлов, которые работают для производства СО2 для подкормки растений. Не выбрасывать же ненужную днем энергию наружу.

Да, и размещать всякие баки в зимней теплице слишком роскошно, очень дорогая площадь - более 1000р/м2.