The idea to develop  a platform for a PID-controller came from the need to control the temperature in  an espresso machine in a more exact way than a thermostat could perform. In discussions with Syntronic AB the idea developed into PID-control for industrial use. Syntronic AB suggested that the platform should be based on a commercially available processor module to shorten the development time. The suggestion included the use of the microcomputer Raspberry Pi, which supports USB, HDMI, memory card and Ethernet. The work began with establishing a schedule for the 10 weeks of the projects duration, and after that a system specification listing all functions, implementation and limitations was made. When the foundation of the system specification was done, a preliminary system design took shape. Because of the Raspberry Pi´s lack of Analog-to-Digital converter, a circuit board containing Wheatstone bridges, differential amplifiers and a two channel Analog-to-Digital converter was fabricated. The choice of Operative System fell on Linux Raspbian Wheezy, a popular Linux distribution with good documentation. Embedded programming was made solely in C language, Nginx was used as server application making it possible to show real-time graph and receive parameter input from a webpage. The webpage was written in PHP and JavaScript for server and client side respectively. To evaluate the PID-controller it was mounted inside an espresso machine where it controlled the temperature of the boiler. Aiming for a short settling time, parameters for the PID-controller was produced by testing. / Idén till att utveckla en plattform för PID-reglering föddes ur tanken att kunna styra temperaturen i en espressomaskin på ett mer exakt sätt än vad en termostat förmår. Vid samtal med Syntronic AB utarbetades iden till att handla om PID-reglering för generella applikationer för industriellt bruk. Syntronic AB gav förslag om att basera reglersystemet på en kommersiellt tillgänglig processormodul för att minska utvecklingstiden. Förslaget innefattade mikrodatorn Raspberry Pi, som har stöd för USB, HDMI, minneskort och Ethernet.   Arbetet började med att upprätta en tidsplan för de tio veckor projektet pågick, sedan påbörjades en kravspecifikation som specificerar systemets alla funktioner, utförande och begränsningar. När grunderna i kravspecifikationen var klara togs en preliminär systemdesign fram. Eftersom nämnd mikrodator saknar en analog/digital-omvandlare konstruerades ett kretskort där kretsar för Wheatstone-bryggor, ADC, differentialförstärkare, ingångar och utgångar placerades. Val av operativsystem föll på Linux Raspbian Wheezy, då denna distribution var populär och hade en god dokumentation. All hårdvarunära programmering gjordes uteslutande i C-språk. Webbserver-applikationen Nginx installerades på mikrodatorn för att kunna visa grafer och kunna mata in parametrar via en hemsida över internet. Hemsidan skrevs i språken PHP och JavaScript för server- respektive klientsida. För att utvärdera PID-regulatorn, monterades den i en espressomaskin där den fick styra kokarens värmeelement. Parametrarna för PID-regulatorn testades fram för att om möjligt korta ner tiden tills dess att temperaturen blev stabil.

The goal of this diploma thesis is to verify the practical applicability of the Raspberry Pi platform in control applications. The work consists of choosing a suitable operating system and implementing a discrete PID algorithm. An important part of the work was the Linux OS modification and compilation. Measurement has demonstrated the usability of the platform in control applications. The result of this work is a discreet PID controller implemented as a Linux kernel module. The solution also includes a web interface as a human-machine interface.

Optimeringen av PID-parametrarna har varit en utmaning sedan uppfinningen avPID-regulatorer. Många olika optimeringsmetoder har tagits fram sedan 1940-talet,i detta arbete testades och jämfördes Ziegler-Nichols stegsvarmetoden, Lambdametoden och AMIGO-metoden.Målsättningen med detta examensarbete var att kunna utse vilken optimeringsmetodsom lämpade sig bäst för processinstrumenten som designats på avdelningen Custimized Bioprocess Solutions (CBS) på Cytiva. Optimeringsmetoden som utses kommer att föreslås som en som en del i en arbetsprocess att följa när ett system behöveroptimeras.Testerna genomfördes med hjälp av stegsvarsmetoden, där de förinställda PIDparametrarna på ett processinstrument användes som referens. Utifrån tre parametrarmodellen kunde nödvändiga data samlas in, sedan beräknades nya PID-parametrarmed de valda optimeringsmetodernas beräkningsregler. De nya PID-parametrarnaanvändes sedan för att generera nya stegsvar. Slutligen jämfördes de nya stegsvarenmot stegsvaret från de förinställda PID-parametrarna för att kunna utse den mestlämpade optimeringsmetoden.Detta arbete resulterade i slutsatsen att fler tester behöver utföras, men att beräkningsverktyget som användes under examensarbetet skall ingå som en del av den efterfrågade arbetsprocessen. / The optimization of the PID parameters has been a challenge since the invention ofPID controllers. Many different optimization methods have been developed sincethe 1940s, in this work the Ziegler-Nichols step response method, the Lambdamethod and the AMIGO method were tested and compared.The aim of this thesis was to be able to choose which optimization method was bestsuited for process instruments designed at the Custimized Bioprocess Solutions(CBS) department at Cytiva . The optimization method that is chosen will be proposed as part of a work process to follow when a system needs to be optimized.The tests were performed using the step response method, where the preset PID parameters on a system were used as a reference. Based on the three parameters model,the necessary data could be collected, then new PID parameters were calculatedwith the calculation rules of the selected optimization methods. The new PID parameters were then used to generate new step responses. Finally, the new step responses were compared to the step response from the preset PID parameters to designate the most suitable optimization method.This work resulted in the conclusion that more tests need to be performed, but thatthe calculation tool used during the degree project should be included as part of therequested work process.

Denna 5 poängs rapport behandlar realisering och inställning av mjukvarubaseradePID-regulatorer. Den tänkte läsaren är en ingenjör som är intresserad av hur en PIDregulatorimplementeras och trimmas med AMIGO (Approximate M-constrainedintegral gain optimization) metoden. Alla matematiska resonemang förklaras stegvisoch utförligt. Huvudsyftet med rapporten är att inhämta kunskap från referenserna,och formulera denna kunskap så att den blir lättillgänglig för ingenjörer som praktisktarbetar med PID-regulatorer.Målet med denna rapport är att svara på frågorna:• Hur fungerar en PID-regulator?• Hur kan en PID-regulator implementeras?• Hur trimmas en PID-regulator med AMIGO-metoden? / This 5 point report discusses realisation and tuning of software based PID-controllers.The intended reader is an engineer that is interested in how a PID-controller isimplemented and tuned with the AMIGO (Approximate M-constrained integral gainoptimization) method. All mathematical reasoning is explained in detail step by step.The main purpose with this report is to gather knowledge from the reference sources,and clearly present this knowledge, so that it is accessible for engineers that workwith PID-controllers.• How does a PID-controller function?• How can a PID-controller be implemented?• How is a PID-controller tuned?

Arbetet handlar om hur man med hjälp av LabVIEW 8.0 kan lösa olika uppgifter. Uppgifterna löses med hjälp av ett DAQ-kort. DAQ-kortet gör det möjligt att mata in signaler, som sedan behandlas efter behov i programmet och därefter skickas ut genom DAQ- kortet till olika komponenter som man vill styra. DAQ-kortet klarar att behandla både analoga och digitala signaler. LabVIEW 8.0 och dess historia, DAQ-kortet samt de olika processerna/uppgifter beskrivs mer utförligt i arbetet.

<p>Denna högskoleavhandling beskriver konstruktionen av ett system vars funktion är att PID-reglera ett linjärställdon kopplad till venturi. Syftet har varit att få fram en reglering på venturin så att förutsättningarna förblir desamma vid mätning av olika temperaturer och lufttryck i en testrigg. Denna testrigg används för att utveckla produkten Varivent som används för att uppfylla högre miljökrav på förbränningsmotorer.</p><p>I arbetet beskriver jag de olika krav som funnits för att bygga det nya systemet, dessa var ingångar, utgångar, mikroprocessor, reglering,</p><p>kommunikation samt övriga krav. Jag diskuterar de svårigheter och möjligheter som är förknippade med kraven och tar även upp de komponenter jag använt samt deras egenskaper. Det svåraste momentet har varit PID-regulatorn som både varit en viktig och en svårlöslig del i konstruktionen av systemet. Slutligen diskuterar jag resultatet där jag, i en analys, kan se att jag kunde underlättat för mig själv med andra angreppsvinklar men att det slutliga resultatet ändå blivit mycket tillfredsställande.</p> / <p>This bachelor thesis describes the design of a unit the function of which is to regulate, using PID controls, a linear mechanical adjusting screw coupled to a variable venturi flow system. The design criteria has been to create, in a test rig, a venturi control system that gives an output that is not affected by changes in either air temperature or pressure. The test rig is used for the development of Varivent, a product used to reduce the environmental impact of the internal combustion engine. In my thesis work I describe the various and necessary elements of the project. These can be termed inputs, outputs, microprocessors, regulators and communicators. I discuss the difficulties and possibilities associated with the design criteria and mention the components used and their different attributes. The most challenging part of the project has been the design of the PID regulator, which, whilst being the heart of the system, has also been the most difficult part of the system to design. Finally I discuss my results where, in an analysis, I see that I could have made things easier for myself had I approached the problems in other ways but that the final result was, despite this, very satisfactory.</p>

<p>Arbetet handlar om hur man med hjälp av LabVIEW 8.0 kan lösa olika uppgifter. Uppgifterna löses med hjälp av ett DAQ-kort. DAQ-kortet gör det möjligt att mata in signaler, som sedan behandlas efter behov i programmet och därefter skickas ut genom DAQ- kortet till olika komponenter som man vill styra. DAQ-kortet klarar att behandla både analoga och digitala signaler. LabVIEW 8.0 och dess historia, DAQ-kortet samt de olika processerna/uppgifter beskrivs mer utförligt i arbetet.</p>

Denna högskoleavhandling beskriver konstruktionen av ett system vars funktion är att PID-reglera ett linjärställdon kopplad till venturi. Syftet har varit att få fram en reglering på venturin så att förutsättningarna förblir desamma vid mätning av olika temperaturer och lufttryck i en testrigg. Denna testrigg används för att utveckla produkten Varivent som används för att uppfylla högre miljökrav på förbränningsmotorer. I arbetet beskriver jag de olika krav som funnits för att bygga det nya systemet, dessa var ingångar, utgångar, mikroprocessor, reglering, kommunikation samt övriga krav. Jag diskuterar de svårigheter och möjligheter som är förknippade med kraven och tar även upp de komponenter jag använt samt deras egenskaper. Det svåraste momentet har varit PID-regulatorn som både varit en viktig och en svårlöslig del i konstruktionen av systemet. Slutligen diskuterar jag resultatet där jag, i en analys, kan se att jag kunde underlättat för mig själv med andra angreppsvinklar men att det slutliga resultatet ändå blivit mycket tillfredsställande. / This bachelor thesis describes the design of a unit the function of which is to regulate, using PID controls, a linear mechanical adjusting screw coupled to a variable venturi flow system. The design criteria has been to create, in a test rig, a venturi control system that gives an output that is not affected by changes in either air temperature or pressure. The test rig is used for the development of Varivent, a product used to reduce the environmental impact of the internal combustion engine. In my thesis work I describe the various and necessary elements of the project. These can be termed inputs, outputs, microprocessors, regulators and communicators. I discuss the difficulties and possibilities associated with the design criteria and mention the components used and their different attributes. The most challenging part of the project has been the design of the PID regulator, which, whilst being the heart of the system, has also been the most difficult part of the system to design. Finally I discuss my results where, in an analysis, I see that I could have made things easier for myself had I approached the problems in other ways but that the final result was, despite this, very satisfactory.

The focus of this Master’s thesis is on designing a device for testing the mechanical endurance of thermostatic valves according to the EN215 standard. The endurance tests under the influence of torque and bending moment are the main probléme it deasl with. The thesis contains engineering design of the testing device and it also includes mechanical drawings, design of sensors and measuring algorithm. The design of a water circuit used for water conditioning for the trstiny device is also included.

The graduation thesis is focused on the automatic operating of heating of the production hall of První brněnská strojírnaVelká Bíteš, a.s. The thesis consists of an analysis of present state of the heating technology and solution of the general conception of the automatic operating of the heating. Integrated part of the conception is heat-up of the supply water and drain off of the condensation water from the air heating units. Outcome of this graduation thesis is a design of the algorithm for operating of the regulated system. Remote supervision and control of the regulated system shall be ensured by the visualization setting, which shall be implemented into the station of dispatching centre. The accuracy of the design of the part of regulated system shall be validated as a design of PID regulator with the use of “Matlab” program and it´s module “Simulink”. To set up parameters of the PID regulator, “Ziegler-Nichols” method shall be applied. The objective pay-off period of investments for regulation controlling system is figured out as a part of this thesis as well.