Modulatore Potenza

[gianni12345]

Ciao,avrei bisogno di un suggerimento ...... con un segnale 4-20 mA oppure 0-10V ( Preso da un termoregolatore ) dovrei pilotare un triac che a sua volta alimenta una resistenza di circa 100W. Importante che la potenza erogata dal triac sia proporzionale alla corrente(o tensione) in uscita dal termoregolatore. La resistenza scalda una camera di un incubatrice per uova vorrei fare in modo che si raggiunga un equilibrio temperatura-potenza in modo da evitare quelle piccole oscillazione di temperatura che ho con il classico rele elettromeccanico on/off.

Grazie anticipatamente

Gianni!

Modificato: 30 marzo 2006 da gianni12345

[Livio Orsini]

Il modo più semplice per risolvere il problema è acquistare un termoregolatore. Ce ne sono di diverse marche, tutti validi. Se, da come sembra dal tuo post, non sei un professionista del ramo rivolgiti ad un grossista di materiale elettrico della tua zona: potrà consigliarti il modello più convenienti per le tue esigenze.

[Mario Maggi]

Caro gianni12345,

La resistenza scalda una camera di un incubatrice per uova

E qui sta il problema (risolvibile). Quello che devi tenere monitorato non e' la temperatura dell'aria ma quella della superficie di appoggio, sulla quale si trasforma l'energia emessa dal resistore sotto forma di infrarossi.

Ricorda che l'uovo e' qualcosa di vivo, e che la eccessiva vicinanza di un resistore induttivo con corrente parzializzata potrebbe determinare qualche problema al nascituro, a causa dei campi elettromagnetici.

Ciao

Mario

[gianni12345]

Grazie per la risposta .......non vedo il bisogno di acquistare un termoregolatore visto che gia ne ho uno ed e' quello indicato nel post .Il problema non sta nemmeno nella resistenza che scalda l'aria che viene convogliata nel reparto uova.Sicuramente mi sono espresso male io adesso cerco di spiegarmi meglio:Attualmente il termoregolatore attiva un semplice rele elettromeccanico che a sua volta alimenta un resistore.Fin qui tutto bene il difetto sta nel fatto che in questo modo ho troppe oscillazioni di temperatura (i tempi di intervento sono piu lenti della variazione di temperatura) stiamo comunque parlando di pochi decimi di C°

Il modulatore serve proprio per evitare queste oscillazioni ( Modulare la potenza della resistenza in virtu' della temperatura)

Ciao Gianni

[Livio Orsini]

Bhe, hai toccato con mano cosa significa non dare i dati o darli incompleti.

Veniamo al tuo problema.

Dici di avere già installato un termoregolatore, nonostante ciò la costanza e la pecisione di temperatura non sono adeguate alla tua applicazione.

Non dai nessuna indicazione riguardo tipo e marca, quindi non si può dire se è questione di taratura non ottimale o di limiti del dispositivo.

Il fatto di usare un sistema di regolazione di tipo PWM, con azionamento elettromeccanico, di per sè non è significativo. Si possono, e si devono, ottenere ottimi risultati anche con quel tipo di azionamento, che tra l'altro è il più indicato per questo tipo di regolazioni.

.....stiamo cmq parlando di pochi decimi di C°

Quanti sono? 0.2? 0.3? di più?

Perchè c'è un limite fisiologico che è dato dalla precisione di misura e dalla precisione del regolatore. Se, per esempio, vuoi mantenere la temperatura entro 0.2C è necessario che il trasduttore di misura sia in grado di discriminare almeno 0.04C. Poi è necessario che il termoregolatore sia in grado bilanciare l'inerzia termica dell'elemeto riscaldante. Questo lo si può ottenere o con un regolatore che si basa su modelllo e osservatore oppure, ma con minor efficacia, agendo sulla taratura della parte integrativa - derivativa di un classico PID.

Sostituire un relè con triac, aggiungere un regolatore esterno (quale regolatore? lo acquisti? lo vuoi costruire? e come?) probabilmente potrebbe non risolverti il problema, anzi potresti avere anche un peggioramento. Per ottenere un buon risultato bisogna che il sistema sia equilibrato, anche se si tratta di un sistemino semplice come un termoregolatore.

Prova a scrivere le specifiche di quello che vuoi fare. Precisione della regolazione. Vuoi costruirti il regolatore? Che competenze hai? etc.

Modificato: 30 marzo 2006 da Livio Orsini

[gianni12345]

bene..... facciamo qualche esempio. Intanto il termoregolatore e' un Gefran 1000 la sonda e' una Pt 100.(Al momento non conosco la sensibilita)la temperatura impostata e' 37.7 C°.Praticamente succede questo: il termoreg. attiva la resistenza (Tramite rele elettromeccanico)la temperatura sale fino ad arrivare a 37.7(come da impostazione )il temoregolatore stacca il rele' ma temperatura continua a salire fino circa 38.2C° dopodiche comincia a scendere fino a raggiungere la temperatura di 37.6 (con la BP a 0.1)il termoreg. riattiva la resistenza ma la temp. scende ancora fino a 37.4C° dopodiche inizia a risalire e il ciclo ricomincia.

Ciao Gianni

[Livio Orsini]

Valore di consegna 37.7, escursione di regolazione: 37.4 - 38.2; Credo che tu sia al limite, o quasi, di precisione di regolazione (+0.5 / - 0.3), hai un errore max < di 1.5% del valore di set point. Non conosco e non ho sottomano il foglio tecnico di quel regolatore specifico, però penso che tu sia al limite.

Potresti tentare di migliorare le cose agendo sulla regolazione del derivativo. Però è un'operazione che va fatta da mani esperte perchè si rischia di peggiorare le cose.

Essendo il valore di consegna abbastanza vicino alla temperatura ambiente, specialmente in estate, la costanza di regolazione non è facile da ottenere.

Sicuramente è possibile ottenere risultati di precisione migliori, però sono del parere che sia necessario usare un termoregolatore diverso, un regolatore progettato specificamente per l'applicazione non un regolatore per impieghi generali.

Prima domanda: ne vale veramente la pena?

Seconda domanda: che cifra saresti disposto a spendere (ordine di grandezza) per migliorare le prestazioni?

Terza domanda: cosa vorresti ottenere come escursione limite? (dato già richiesto)

Modificato: 31 marzo 2006 da Livio Orsini

[gianni12345]

di 0,5°F in più o in meno rispetto alla temperatura ottimale, ricordando che 0,5° F sono pari a meno di ¼ di grado centigrado......nel fine settimana faro' ulteriori verifiche. comunque siamo un po' usciti fuori dalla domanda iniziale ...cercavo uno schema che mi trasformasse un segnale 4-20 ma(Oppure 0-10v dc) a 0-220V ac

Grazie ancora..... a lunedi

Ciao Gianni

[Livio Orsini]

...cercavo uno schema che mi trasformasse un segnale 4-20 ma(Oppure 0-10v dc) a 0-220V ac

Cioè cerchi uno schema di regolatore di temperatura. Per fare un regolatore con la caratteristiche che desideri non serve uno schema, serve implementare un regolatore su un HW "intelligente" quale micro dedicato, plc, etc.

In pratica vorrsti +/-0.2C di costanza di regolazione. Non ti manca tanto. Potresti arrivarci con il regolatore che hai, basta tararlo a regola d'arte. (impresa non facile)

[STEU]

Visto che usi un gefran (dovresti dire il modello) probabilmente c'è gia un'uscita che modula . e in questo modo non hai bisogno di utilizzare un convertitore 4-20 mA.

Con quell'uscita puoi comandare due SCR in antiparallelo che con un controllo on off , e non in controllo di fase che crea dei disturbi.

In questo modo il tuo regolatore quando il controllo PID deve comandare al 50% la potenza della tua resistenza conduce per un periodo si e uno no tenendo cosi' unatemperatura della resistenza quasi costante.man mano che la temperatura scende condurrà' per 2 periodi si e uno no aumentando la temperatura della resistenza e quindi dell'aria della tua incubatrice con variazioni molto minori di un controllo on off.

[Livio Orsini]

(dovresti dire il modello)

Steu ha scritto che è un Gefran 1000. però il rpoblema che lamenta è tipico e non dipende dall'azionamento di potenza: relè o triac. Anzi, a livello teorico, è più precisa la modulazione a relè perchè questo si apre anche se la corrente non è zero. Questo solo a livello teorico.

Le oscillazioni di temperatura sono il classico prodotto dell'inerzia del sistema.

Approfitto di questa discussione per fare un poco di didattica sui controlli di temperatura.

Se noi avessimo un elemto riscaldante ideale non avremmo di questi problemi. In pratica, e specialmente nel caso in esame, noi misuriamo la temperatura dell'ambiente, l'elemento riscaldante ha una temperatura molto maggiore e cede calore per irraggiamento e convezione. Nel momento che il regolatore raggiunge la corrispondenza tra valore misurato e valore di consegna, errore zero, toglie completamente la potenza all'elemento riscaldante, ma la temperatura di questo è ancora maggiore di quella dell'ambiente, quindi continua ad irraggiare e la temperatura ambiente continua a crescere fino a che si raggiunge la temperatura di equilibrio, allora la temperatura rimane costante per un poco, poi inizia a decrescere. Decresce fino a che il regolatore riconosce un errore negativo. A questo punto ridà potenza all'elemto riscaldante. Però è necessario del tempo afinchè il riscaldatore inizi ad irraggiare calore. Durante questo periodo la temperatura ambiente decresce; decrescerà fino a che si ritrova il punto di equilibrio, poi comincerà a crescere nuovamente e si ripeterà il ciclo.

Premesso che la precisione assoluta non esiste, si possono ridurre le oscillazioni in vari modi. Il metodo migliore è l'analisi della derivata della variabile, non dell'errore. In questo modo si anticipano i tmepi di distacco e di attacco e si riescono quasi ad annullare le oscillazioni.

Ovviamente il risultato non così immediato. E' necessaria un'ottima.....ottimizzazzione dle regolatore

[STEU]

Concordo perfettamente con te Livio , ma non vorrei sbagliare quei regolatori dovrebbero avere l'autotuning gia' con quella regolazione dovrebbe regolare in automatico tutti i parametri del PID in modo quasi ottimale.

Comunque bisognerebbe conoscere il volume dell'aria da riscaldare ,non ho la piu' pallida idea di come possa essere la tua incubatrice, immagino piccola visto che usi una resistenza da 100W.Sbaglio?

[gianni12345]

Rieccoci pronti ad affrontare il problema....Grazie innanzitutto per le risposte.Il mio termoregolatore (un Gefran 1600 non 1000 come erroneamente ho scritto nel mio post comunque sono molto simili) ha gia un uscita 4-20ma modulante ecco perche cercavo lo schema di un convertitore come suggeriva STEU .Per rispondere a

LIVIO ORSINI ;nel tuo ultimo post hai centrato perfettamente il problema pero' non sono daccordo nel fatto che azionando la resistenza con un rele' sia la stessa cosa che con un modulatore coma diceva STEU.

comunque sono riuscito con varie regolazioni a migliorare un po' la situazione ma penso che c'e ancora da migliorare. Il volume da scaldare e' molto piccolo 0.125 Mcubi.

Secondo voi quale sonda potrei montare perche sia molto sensibile?Mi suggerite un modello?

Ciao