pid

[barakdan]

שאלת תם שאולי כבר נשאלה:
מה זה PID
למה הוא משמש
ובאילו מכונות הוא קיים

תודה
דני

[TsurTriger]

קריאה מהנה
http://www.pidsilvia.com/What_is_PID.htm

[bnaya_d]

ואם אתה מעדיף את זה בעברית:

http://www.htcafe.co.il/p-1.article01791.html

[שמוליק_טל]

הסבר פשוט בלי הרבה מונחים טכנולוגיים:
טרמוסטט יודע לנתק את גוף החימום כשמגיעים לטמפרטורה מוגדרת - נניח 98 מעלות ולהפעיל מחדש כשהטמפרטורה יורדת מ98 מעלות.
הבעיה היא כזאת - כשגוף החימום מפסיק לקבל חשמל הוא עדיין חם ולכן הטמפרטורה תמשיך לעלות בעוד כמה מעלות, עד שאיבוד החום לסביבה יהיה גדול מתוספת החום. אחר כך תתחיל ירידה בטמפרטורה. כשנגיע ל 98 מעלות גוף החימום יפעל מחדש במלוא העוצמה. הבעיה היא שלוקח לגוף החימום זמן להתחיל לחמם ולכן הטמפרטורה תמשיך לרדת בעוד כמה מעלות לפני שתתחיל לעלות מחדש, תעבור את נקודת היעד וחוזר חלילה.
אם נצייר את שינוי הטמפרטורה על גרף, נקבל גלים כמו סינוס, כלומר טמפרטורה לא יציבה בטווח של מספר מעלות.
במכונת אספרסו מותקן בדרך כלל פרשוסטט שעובד על לחץ במקום על טמפרטורה, אבל הבעיה נשארת זהה - יש תנודות גדולות בטמפרטורה.

PID הוא רכיב שעובד בצורה יותר חכמה - במקום להפעיל תמיד את גוף החימום במלוא העוצמה, הוא שולט בעוצמת גוף החימום בהתחשב בכמה הטמפרטורה קרובה לטמפרטורת היעד. כשהמוכנה קרה, הוא יפעיל את גוף החימום במלוא העוצמה, אבל ככל שהוא יתקרב לטמפרטורת היעד, הוא יחליש את העוצמה, עד להתיצבות הטמפרטורה סביב טמפרטורת היעד. זה כמו להנמיך את האש בגז קצת לפני כשמגיעים לרתיחה והקפה נשפך.
לכן PID נותן טמפרטורה יציבה מאוד, אם מדובר על מכונת אספרסו או על מדגרה לעופות שם חשוב לשמור על סטיה שלא עולה על חצי מעלה.

[גונן]

שמוליק כל מה שכתבת נכון , ויש בתעשיה כמובן pid כאלה שמשנים הספקים בפועל של צרכנים שונים כולל גופי חימם , מנועים , מדחסים , (יקרים להחריד ) , במכונות קפה ה pid יותר פשוטים והם רק ממתגים את גוף החימום ללא שליטה בהספק , אבל הם עובדים מול טרמוקפל מאוד מדוייק +- כמה עשריות שבעזרת המדידה הזו "משחק " הpid מפעיל ומכבה את גוף החימום לשירוגין, דבר שבסופו של תהליך משיג דיוק של _+ מעלה בודדת , היציבות נישמרת טוב ביגלל כמות המיים הגדולה שיש במיכל עצמו במיקרה הזה .

אגב בידוד טוב בהקיף הדוד יכול כמובן להוסיף ליציבות הכללית ולימנוע איבוד חום מהיר .

[שמוליק_טל]

זה נכון גונן שברוב המקרים ה PID לא שולט בהספק אילה פשוט ממתג במנות קטנות, ההסבר היה למען הפשטות.
בידוד אכן נותן יציבות טובה יותר כמו גם התאמה של הספק גוף החימום לנפח שמחומם.
רוב המכונות הטובות כבר מגיעות היום עם בידוד טרמי לדוד המים.

[גונן]

אכן , אם בידוד טוב ישנה בעיה אחרת שחסר חימום למגש הכוסות . . .

זו הסיבה אגב שלא בידדתי בווילדי עד עכשיו את דוד . . .

[שמוליק_טל]

במכונה שלי יש בידוד והכוסות מתחממות מעולה. אל תטריד את עצמיך, נפלט מהדוד מספיק חום כדי לחמם את הכוסות.

[barakdan]

שמוליק וגונן תודה רבה על ההסברים וההבהרות.

דרך אגב שמוליק - במכונה החדשה שלך יש PID כזה ??? (אני מתכנן לרכוש אבולוציוני כזאת בקרוב...

דני

[The-Fox]

לגיקים שביננו: הסבר קצת יותר מפורט ועדיין לא יותר מידי טכני בתור מישהוא שתיכנן מנגנון PID לא מזמן:
בגדול PID זה שם קוד למעגל בקרה בחוג סגור, כלומר מערכת שמבקרת בצורה אוטונומית על פרמטר כלשהוא במערכת: במקרה של מכונת קפה, בקרת טמפ' של המים בדוד.
כמה מושגי יסוד בבקרה לפני שנסביר מה עושה כל חלק ב PID:
מטרה (Set Point) - הנקודה אליה רוצים להגיע/לשמור, במקרה של מכונת קפה, הטמפ' של המים בדוד.
ערך נוכחי (process variable): אותו פרמטר/משתנה שנמדד בזמן אמת, במקרה של מכונת קפה: טמפ' המים הנוכחית בדוד.
שגיאה/סטייה (Error): ההפרש בין המטרה לערך הנוכחי (משתנה התהליך).

PID קלאסי מכיל 3 סוגים של בקרה, כאשר בפועל ניתן להשתמש בכל אחד מהם בהתאם לדרישות של המערכת:
Proportional - תיקון פרופורציונאלי ביחס לשגיאה/סטייה בזמן הנוכחי מהנקודה המוגדרת ("המטרה"), זאת גם הסיבה שניתן לכוון את הטמפ' במכונות בעלות PID, המנגון מתכנס סביב טמפ' מוגדרת שנמדדת בזמן אמת.

Intergral - ביצוע אינטגרל (סכימה) על השגיאה/סטייה לאורך זמן וע"י כך מקבלים מדד לגודל השגיאה לאורך זמן, זה נועד למנוע תגובות מהירות/קפיצות עקב שינויים ספונטניים של השגיאה ואמור להביא לתיקון יציב יותר.

Direvetive - ביצוע נגזרת על השגיאה, מה שמספק אינדיקציה לקצב השינוי (ובעצם חיזוי של תגובת המערכת) של השגיאה ובהתאם לזאת ניתן לווסת את עוצמת התיקון הנדרשת בצורה יותר מדוייקת.
במכונת קפה הדבר חשוב מאד בגלל שבמצב סרק בו לא מתבצעת חליטה, קצב איבוד החום הוא נמוך ולכן נדרש תיקון קל בעוד בזמן חליטה, הטמפ' משתנה (יורדת) הרבה יותר מהר ולכן נדרש תיקון הרבה יותר מהיר.
מנגון הנגזרת מספק את הדינאמיות הזאת שעוזרת לשמור על הטמפ' יציבה ללא "משחק" (אוסילציות) מסביב לנקודת המטרה.

תיקון חלש או חזק מידי שלא בהתאם יביא לסטייה (over/under shoot) מעבר לטמפ' הרצויה.

בפועל PID למכונות קפה (ממה שראיתי ומה שיש אצלי ב Unica) לא יכולים לשלוט על עוצמת התיקון (סוג של הגבלה על ההספק שהדוד צורך) והם משתמשים במיתוג (relay) שמנתק את הדוד ומחבר אותו בהתאם לצורך.
ע"י חיבור וניתוק הדוד בקצב נשלט, ניתן לווסת את עוצמת התיקון (חימום), הדבר שקול לאדם שנוהג ברכב ומנסה לשמור על מהירות קבועה מבלי ללחוץ באופן קבוע על דוושת הגז, אלה ע"י "מכות" באורך ובקצב משתנה על הגז.

עוד נתון חושב הוא שבמקרה של דוד חימום כמו במכונת קפה, המערכת היא בעצם א-סימטרית מכיוון וניתן לתקן שגיאות רק בכיוון אחד, כלומר לחמם בעוד אם נדרש לקרר את הדוד, הדבר היחידי שניתן לעשות הוא להפסיק את החימום לדוד עד שהטמפ' מגיעה למטרה, לכן שימוש ב direvetve עוזר מאד למנוע מצבים של חימום יתר.

[coffeeavi]

בפועל PID למכונות קפה (ממה שראיתי ומה שיש אצלי ב Unica) לא יכולים לשלוט על עוצמת התיקון (סוג של הגבלה על ההספק שהדוד צורך) והם משתמשים במיתוג (relay) שמנתק את הדוד ומחבר אותו בהתאם לצורך.

...

·

ראשית שאפו על ההסבר בעברית , יהיה לזה הרבה שימוש לחבר'ה ששואלים ולא ממש טורחים לחפש בפורום כי המידע קיים ומופיע יותר מפעם אחת, מקווה שלפחות ימצאו את הפוסט הזה...

הטענה שטענת לגבי אי יכולת לשליטה על עוצמה לא מדוייקת. אולי זה כך במכונה שלך אך זו לא טענה כללית.
יש לא מעט מערכות PID שבשילוב עם SSR פרופורציונאלי מסוגלים לשלוט על עוצמות ולא רק לבצע מיתוג ON-OFF.
לדוגמא, ה-PID שאני עושה בו שימוש במכונת הקפה Watlow96 בשילוב עם SSR שכזה עושה גם עושה שליטה על עוצמות.

לידיעה

[Kerenfood]

...

...

·

ראשית שאפו על ההסבר בעברית , יהיה לזה הרבה שימוש לחבר'ה ששואלים ולא ממש טורחים לחפש בפורום כי המידע קיים ומופיע יותר מפעם אחת, מקווה שלפחות ימצאו את הפוסט הזה...

הטענה שטענת לגבי אי יכולת לשליטה על עוצמה לא מדוייקת. אולי זה כך במכונה שלך אך זו לא טענה כללית.
יש לא מעט מערכות PID שבשילוב עם SSR פרופורציונאלי מסוגלים לשלוט על עוצמות ולא רק לבצע מיתוג ON-OFF.
לדוגמא, ה-PID שאני עושה בו שימוש במכונת הקפה Watlow96 בשילוב עם SSR שכזה עושה גם עושה שליטה על עוצמות.

לידיעה
אבל גם SSR מבצע מיתוג ואין לו מצבי ביניים

...

·

[coffeeavi]

...

...

אבל גם SSR מבצע מיתוג ואין לו מצבי ביניים

·

...

·

היי רוני
תרשה לי לחדש לך (משהו ישן) חפש וקרא על ה-SSR האלו של Crydom למשל....
יכול להיות שהמנגנון הפנימי אכן מבצע כיבוי והדלקה אבל בקצבים כאלו מהירים שמאפשרים שליטה על עוצמה.
ו...אתה מוזמן אלי לראות את סילביה מתחממת בעוצמות משתנות, אפילו נורת החימום משנה עוצמה.

[The-Fox]

בכיף

אני מודה שהטענה שלי על שליטה בעוצמת הדוד היא יותר הערכה שלי שמבוססת ממה שראיתי במכונה שלי, כמובן זה נתון לשינוי בין מכונות שהמימוש שלהם ל PID הוא שונה.
הצצתי קצת על SSR פרופורציונאלי, ראיתי שניתן לשלוט על מתח היציאה בהתאה למתח/זרם בכניסה וע"י כך לשלוט על ההספק, תודה על ההערה/ההארה.
אם אני מבין נכון זה בעצם Relay שמבוסס מיקרו בקר שממתג את היציאה בתדר גבוהה כסוג של duty cycle בהתאם לכניסה ככה שבסוף מתקבלת תוצאה של שליטה בהספק המוצא.

אצלי במכונה משתמשים ב SSR הזה:
Bezzera Relay SSR for T.PID - Unica

זה Relay Solid State רגיל שבו לא ניתן לשלוט על עוצמת היציאה ולכן אני מניח שהבקרה שלו עובדת בפולסים על מנת להשיג שליטה בעוצמת החימום של הדוד אבל זה לא בהכרח המצב.

[coffeeavi]

רק לסגור קצוות ולמען הבאים שישאלו על SSR פרופורציונלי
יצא לי לבדוק אחד השבוע וצילמתי וידאו קצר שמראה הפעלת נורה עם ממסר כזה
פועל בדיוק כמו דימר ומשנה עוצמה בהתאם למתח הכניסה.
עכשיו אני מקווה שלא יהיו ספקות לגבי היכולת לשלוט על עוצמה