Commande d'une résistance chauffante à partir d'une sortie analogique 4-20mA [Résolu]

[Dirhou]

Bonjour,

je veux faire une régulation PID de la température en utilisant une résistance chauffante de 30w qui va être commandé par une sortie analogique 4-20mA d'un automate WAGO.
Ma question est quel élément je dois mettre entre la résistance et la sortie analogique 4-20mA ?
Je sais qu'il me faut un amplificateur de puissance mais quand je cherche sur internet il me sorte que des amplificateurs de son, que je ne suis pas sûr qu'ils vont marcher pour mon application.
(Je ne veux pas utiliser un system en PWM pour éviter les perturbations & Je ne veux pas commander ma résistance en digital est donc avec un contacteur)
Si vous avez une idée sur un composant qui peut faire cette tache merci de me le préciser.

Je vous remercie d'avance.
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[paulfjujo]

bonjour,


Resistance 30W .. tension nominale ?

alim AC ou DC ?

Alim AC 230V ...commande en train d'onde ...photcoupleur + triac commutation au passage à zero (0V) pilotage en 4-20mA
alim DC lineaire => grosses pertes (chaleur) dans l'alim .. pilotage consigne alim en 4-20mA direct ou via converter 4-20/0-10V

[Antoane]

Bonjour,
En complément des questions de Paulfjujo :

Je ne veux pas utiliser un system en PWM pour éviter les perturbations & Je ne veux pas commander ma résistance en digital est donc avec un contacteur

Si le PWM n'est pas acceptable (ce qiu reste à démontrer, en particulier dans la mesure où il est probablement possilble d'utiliser un PWM à très basse fréquence << 1 Hz, et des fronts de commutation très moux) alors :
- il est posible d'ajouter un filtre en sortie du hacheur -- créant ainsi un convertisseu buck
- d'utiliser une alimentation linéaire dont les pertes sont exploitées pour diminuer les 30 W -- mais il faudrait en svoir plus sur la méchanique du système pour aller plus loin.

[Dirhou]

C'est du 24V DC

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAT44]

Bonjour,
tu peux faire un petit convertisseur courant tension avec un AOP (4-20mA vers 0-24V)...

[Dirhou]

Oui je peux faire ça, mais le problème est que la sortie analogique WAGO ne peux pas délivrer assez de puissance pour commander directement la résistance

[DAT44]

Bonjour,
proposition de montage (IRF540 doit être monté sur un dissipateur thermique <6°/W) :

[Dirhou]

Merci beaucoup pour le montage.
Je vais l'essayer et je vous tiens au courant.
Les 1% veulent dire la marge d'erreur ?

[DAT44]

Bonjour,

Merci beaucoup pour le montage.
Je vais l'essayer et je vous tiens au courant.
Les 1% veulent dire la marge d'erreur ?

oui, les résistance à 1%, c'est pour avoir un peu de précision, par exemple :
https://www.mouser.fr/ProductDetail/...mRjks4DA%3D%3D

[DAT44]

Bonjour,
petite précisions :

- le + de la boucle 4-20 mA est en haut (connecté au + de l'alim 24V)

- l'alim 24V doit être isolé galvaniquement du WAGO ...

[Antoane]

A quoi sert la résistance ?
Es-t.il possible d'utiliser la puissance autrment perdue dans le transistor pour chauffer ce qui doit l'être ?
Puisque le convertisseur amplificateur est dans la boucle de rétro-action, sa fonction de tranfert exacte importe peu, et un controller robuste devrait pouvoir la compenser.

[Dirhou]

La résistance chauffante s'agit juste d'un test (ou un petit prototype pour appréhender le fonctionnement d'un PID) et aussi pour pouvoir régler les paramètres de PID de façon à ne pas avoir de dépassement avec un système qui reste rapide.
La finalité de ces tests va me permettre de réaliser une régulation de tangente phi (et ça c'est un autre bazar) pour l'instant je me suis pas penché là-dessus.

En tout cas un énorme merci pour votre aide et vos conseils, et je reviendrai vers vous si je coince ��.

[gienas]

Bonjour Dirhou et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

... je veux faire une régulation PID de la température en utilisant une résistance chauffante de 30w qui va être commandé par une sortie analogique 4-20mA d'un automate WAGO ...

Outre les nombreuses questions déjà posées et qui ont trouvé en partie une réponse, il serait intéressant (ou utile) de bien comprendre le cahier des charges.

Qui réalise la régulation PID? Sur quelles informations?

Que représente le courant de sortie 4/20 mA? (généralement, ce sont les capteurs qui sont transportés par les lignes 4/20mA)

[FC05]

(généralement, ce sont les capteurs qui sont transportés par les lignes 4/20mA)

Pas pour moi, le 4-20 mA est aussi utilisé pour la commande des actionneurs.

Par exemple un système de vérification de ces commandes :

https://www.fluke.com/fr/apprendre/b...s-performances

[gienas]

... le 4-20 mA est aussi utilisé pour la commande des actionneurs ...

Ce n'est évidemment pas interdit, mais, bien entendu, ce n'est pas cette structure qui se charge de la régulation, encore moins du comportement PID.

Cette sortie est analogique, et a pour vocation de le rester.

Dans ton "exemple", la vanne prend la position intermédiaire qui lui est dictée par l'intensité reçue. C'est généralement un asservissement inclus dans l'actionneur.

[paulfjujo]

bonjour,

Pas pour moi, le 4-20 mA est aussi utilisé pour la commande des actionneurs.

.......

ou comme consigne ! pour un régulateur..
ou un positionneur (position de vanne ou verin)
ou ...

[Antoane]

Bonjour,

> Dans ton "exemple", la vanne prend la position intermédiaire qui lui est dictée par l'intensité reçue. C'est généralement un asservissement inclus dans l'actionneur.
C'est la boucle interne, qui permet que la vanne se positionne exactement à 25° lorsqu'on lui dit de se positionner à 25°. Cependant, cette boucle n'est pas la plus important pour la précision de la régulation. C'est la boucle externe, celle qui va dire à la vanne de se positionner à 25° car c'est la valeur requise pour avoir (par exemple) le bon débit, qui a ce rôle. En génßeral, la boucle externe ne voit guère la boucle interne, et la valve en elle-même pourrait être un système en boucle ouverte.

[FC05]

Ce n'est évidemment pas interdit, mais, bien entendu, ce n'est pas cette structure qui se charge de la régulation, encore moins du comportement PID.

Cette sortie est analogique, et a pour vocation de le rester.

Dans ton "exemple", la vanne prend la position intermédiaire qui lui est dictée par l'intensité reçue. C'est généralement un asservissement inclus dans l'actionneur.

Dire que j'ai juste mis "commande" pour éviter ce genre de réponse ...

[DAT44]

Bonjour,
ajout d'entrés différentiel afin de pouvoir utiliser une alim commune pour la charge et le WAGO (bien que en général, il soit bon de différentié l'alim de la commande et l'alim de la puissance, mais bon ici la charge ne fait que 30W ... )



Bien sur les deux TL081 peuvent être remplacer par un TL082, RV1 sert au réglage de l'offset du a l'imprécision des résistances du pont de Wheatstone (R11,R12,R13 et R17), pour le câblage ce sont les règles habituel (bon plant de masse, ajout de condos de filtrages au plus prés des pattes d'alim, etc ...)

[Qristoff]

Bonjour,
est-ce que tu peux nous donner la constante de temps du système à réchauffer ? c'est déterminant et peut très largement simplifier la solution en terme de mise ON/OFF

[Dirhou]

Bonjour,

J'ai fait une simulation du premier schéma envoyer par @DAT44, mais j'ai constaté que la puissance à la sortie (aux bornes de la résistance chauffante R8) ne varie pas avec la variation de l'entrer 4 -20 mA.
Vous pouvez me dire d'où peut venir le problème ?

Merci.

[DAT44]

Bonjour,
tu n'a pas d'isolation galvanique entre l'entré et la sortie...

[Janpolanton]

Bonjour,
Vite vu sur ton schéma, le point nodal R1/R2 est relié au GND...

[DAT44]

Bonjour,
oui, en fait la résistance(R1) de mesure du 4-20mA un coté a la masse et l'autre a +24V !!!

Il faut donc bien viré la masse ...

[DAT44]

Bonjour,
C'est pour ce genre de PB que j'ai pondu le deuxième schéma ...

[DAT44]

Bonjour,
le montage est fonctionnel si tu a une isolation galvanique entre le générateur 4-20mA et le montage, en gros il faut deux alim 24V indépendante, une pour le montage et une pour le WAGO ...
Si tu n'a qu’une seul alim pour le WAGO et le montage , il faut prendre le deuxième montage ...(entrées différentiel)

[Dirhou]

Bonjour,

L'isolation galvanique je la représente pas dans la simulation mais je vais la mettre lors de la réalisation.

Normalement je vais alimenter le circuit avec du 24 V qui peut délivrer assez de courant, et pour le module de sortie analogique 4-20mA celui ci va alimenter la partie commande du circuit.
C'est pas comme ça qu'il faut faire ?

[Dirhou]

Si je vire la masse entre R1/ R2 je retombe à une puissance nulle à la sortie (au borne de la résistance chauffante).
Je vais simuler le deuxième schéma et je vous réponds.

Merci

[DAT44]

Bonjour,
tu peux placé une résistance entre la masse et R1-R2 afin de simulé un courant dans R1 ...
2,3K donne 10mA par exemple ...

[DAT44]

Bonjour,
Tu peux aussi injecter un courant négatif -4 à -20 mA sur R1-R2 ...