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Autor: Betreff: Temperaturregelung, Gradienten, Trends und mehr ... Winkelbrauer Junior Member Beiträge: 34 Registriert: 23.4.2009 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 1.2.2010 um 20:53   ... Fortsetzung der Diskussion aus folgendem Fred Ich reduziere das Überschwingen in meinem System ähnlich wie Vade es beschreibt und "bastel" mir die Solltemp. entsprechend der Erfahrungen vergangener Sude in der Brausoftware zurecht - funktioniert, aber mit Aufwand verbunden. @cebulon Hallo Gerd, sehr schöne Beschreibung, die meine Idee aus einem anderen Blickwinkel beleuchtet. Für mich ist der Ist-Gradient ein Parameter, mit dem ich versuche möchte, die "Ist-Dynamik" bzw. Trägheit des Systems zu parametrieren. Meine Idee: ich kenne das Überschwingverhalten meines System (="Referenzparameter") unter gewissen Vorraussetzungen (u.a. Maischemenge, Schüttungsverhältnis) messe den Istgradienten (z.B. Durchschnittswert der letzten Minute) und wage rechnerisch einen Blick in die nahe Zukunft (3-5 Minuten sollten genügen). Die Vorrausschau in den Übergangsbereichen sollte mit einem einfachen Modell besser gelingen als in den Bildern unten (daran bastel ich zur Zeit - wenn nur nicht soviele Zeitdiebe meinen Weg kreuzen würden ... ) Die aus den Messungen bekannten "Referenz-Parameter" (Überschwing-Maximum und - dauer) werden dann über den gemessenen Istgradienten linear korregiert und fließen in die "Modellrechnung " ein. Ich parametriere also nicht den neg. Istgradienten (Gegenkopplung) wie du es beschreibst, sonder korrigiere die Parameter eines einfachen Modells mit dem Istgradienten... uff ... Hier mal 3 Bilder, die eine einfache Sollkurve, eine gemessene Istkurve sowie die berechnete Trendkurve (3 Minuten) zeigen ... .z.B. Maischekessel zu 1/3 gefüllt, nur Wasser, keine Begrenzung des Gradienten oder Maischekessel zu 2/3 gefüllt, nur Wasser, keine Begrenzung des Gradienten oder Maischekessel zu 1/3 gefüllt, nur Wasser, Begrenzung des Gradienten (man sieht hier sehr schön im Vergleich zum 1. Bild, wie durch Einschalten des Gradienten in der Brausoftware von Thomas (Samba und Bier) der Anstieg begrenzt wird) VISION: die Trendkurve wird zur vorausschauenden Steuerung genutzt .... aber dazu vielleicht später mehr Gruß Jürgen ____________________ ... und am Ende ehrt das Werk den Meister! flying Moderator Beiträge: 9088 Registriert: 14.8.2008 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 1.2.2010 um 23:34   Hi Jürgen, muss mal ein kurzes Statment loslassen. Ich verstehe zwar überhaupt nichts, finde es aber toll, was Ihr Jungs da ausbaldowert. Kann nur sagen: Weiter so! Ich selbst gehöre ja noch zu den Paddelschwingern, liebäugele aber mit einer geriatrietauglichen Vollautomatisation. Wenn die Brausteuerung irgendwann so vereinfacht ist, das auch ich sie bedienen kann, schlage ich zu. Ansonsten, bitte weiter viele Visualisierungen. In Farbe und bunt..und Sound (Chöre im Hintergrund). Hier noch ein Sensor, der Dich vielleicht interessieren könnte: http://www.liquosystems.de/ Bei "Produkte" unter "Optidens" schauen: m.f.g René [Editiert am 1.2.2010 um 23:39 von flying] ____________________ "Fermentation und Zivilisation sind untrennbar verbunden" (John Ciardi) Antwort 1 tauroplu Administrator Beiträge: 10493 Registriert: 23.10.2005 Status: Online Geschlecht: erstellt am: 1.2.2010 um 23:47   ...uff...und ich dachte schon, ich wär der Einzige, der mit diesen Diagrammen Verständnisprobleme hat... ____________________ „Lass die anderen mit Fichten- und Tannensprossen würzen, der Hopfen ist das Beste, was die Natur uns bietet.“ Aus "Das Erbe des Bierzauberers" von Günther Thömmes, Gmeiner Verlag Antwort 2 ZeroDome Posting Freak Beiträge: 1478 Registriert: 3.3.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 1.2.2010 um 23:53   Zitat: Wenn die Brausteuerung irgendwann so vereinfacht ist, das auch ich sie bedienen kann, schlage ich zu. Ich auch *g* Die Lösung davor höre sich bisher viel zu kompliziert an ohne irgendwelche Kenntnisse in der Richtung zu habe. USB tönt da einfacher und wäre mit meinem kleinen Netbook wohl auch sehr praktisch. Mal sehen wie die weitere Entwicklung ist. Klasse Arbeit lg Dominic ____________________ Viele Grüße Dominic Antwort 3 Samba und Bier Posting Freak Beiträge: 1736 Registriert: 19.4.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 00:16   Hallo Kollegen, also ich habe mit meiner Software eigentlich auf Bedienerfreundlichkeit geachtet. Nun ist es ja in der Tat so, dass der Programmierer immer denkt, seine Software sei leicht zu bedienen, weil er sie ja auch am besten kennt. Aus diesem Grund habe ich mich während der Entwicklung immer bemüht, mich in die Lage eines Bedieners hineinzuversetzen. Gerade aus diesem Grund habe ich bewusst auf komplexe Kompensations-Parameter, welche ein Verständnis für Regelungen voraussetzen, verzichtet. Ich denke der zuschaltbare Gradient ist gerade noch zumutbar. Dieser Gradient soll lediglich helfen, die Temperatursteigung von 1°C/Minute während Aufheizphasen einzuhalten, was auch den positiven Effekt hat, dass das Temperatur-Überschwingen bei Erreichen des Sollwertes reduziert wird, wie man in der Tat sehr schön in Bild 3 von Jürgen sehen kann. Wenn man das Überschwingverhalten kennt: Bei niedrigern Temperatur- Sollwerten, welche das grösste Temperatur-Überschwingen aufweisen, kann man in den vorherigen Aufheizphasen den Sollwert um den Betrag des Überschwingens reduzieren und eine Konstantphase von etwa 5 Minuten mit gleichem Sollwert folgen lassen, bevor man in die Konstant-Pahse (Rast) mit dem eigentlichen Sollwert übergeht. Ich tue dies aber nicht, da mein System bei niedrigen Soll-Temperaturen nur 2° überschwingt und ich finde das akzepabel. Übrigens: Eine USB-Version meiner Software ist bereits getestet und verfügbar. Sie steht nur noch nicht als Download zur Verfügung, weil ich noch einige nützliche Features einbauen möchte. Eine Vorab-Version könnt Ihr aber schon von mir bekommen (email oder PM). Grüsse Thomas [Editiert am 2.2.2010 um 00:40 von Samba und Bier] ____________________ Link mit Fotos unserer Klein-Brauanlagen mit Automatisierung sind auf folgender website zu finden: http://cervejakarpens.oyla.de Antwort 4 vade Posting Freak Beiträge: 1163 Registriert: 25.6.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 09:26   @jürgen (winkelbrauer) besten dank für das eröffnen des thema. da ich ja der auslöser dr diskussion um hysterese etc im anderen thema war, hier eine kurze zusammenfassung: der anfang: Zitat von vade, am 1.2.2010 um 13:32 @samba und bier Hallo thomas eine frage zu deiner software, kann dort eine hysterese eingestellt werden? ist ein betrieb auch mit gas möglich? (kein anfahren der temperatur in kurzen takten was nur mit elektrischer heizung funktioniert) zur zeit arbeite ich mit einem jumbotron regler mit 0.2grad hysterese, damit halte ich dei zieltemperatur auf +-0.3grad genau. am schönsten wäre natürlich eine ausschalthysterese und eine einschalthysterese. fragen über fragen. die antwort: Zitat von Samba und Bier, am 1.2.2010 um 14:13 Hi Vade, nein man kann keine Hysterese einstellen. Solch kleine Hysteresen sind aus meiner Sicht sowieso überflüssig. Sinn macht sowas schon eher, wenn die Regelstrecke, also das Brau-Equipment zu grosse Energiespeicher hat. Da aber nun bei einer Maischkurve der Energiespeicher bei verschiedenen Sollwerten ein anderes Verhalten aufweist, müsste auch die Hysterese in jeder Phase, also für jeden Sollwert parametriert werden. Man sollte bei der Auslegung der Anlage auf geringe Energiespeicher achten, sodass es kaum zum Überschwingen kommt. Wenn es nicht um das Thema Überschwingverhalten geht: Nun ist es bei meiner Software so: Ich arbeite einfach mit einer Einschaltverzögerung, das heisst die Heizung schaltet bei Istwerten im Sollwertbereich nicht ständig an und aus, sondern wartet, bis der istwert für eine Zeit von 15 Sekunden unter dem Sollwert bleibt. Das ist einfach und funktioniert super ! Gasbrenner lassen sich mit meiner Software problemlos steuern, man nimmt dafür einen GFA (Gas-Feuerungs-Automat), der mit dem Signal der Software angesteuert wird. Der GFA steuert automatisch Zündtrafo und Magnet-ventil und bietet die nötige Sicherheit für den Umgang mit Gas. Ich habe diese Technik mit meiner Software schon lange im Einsatz (Schau auch mal auf meiner Webseite rein). Grüsse Thomas eine weiter antwort Zitat von cebulon, am 1.2.2010 um 16:10 Hallo, ich beobachte mit etwas Kopfschütteln die Diskussion um die Hysterese. Ohne die geht es natürlich nicht, aber das einfache Vergrößern dieser Hysterese, um das Überschwingen der Temperatur nach dem Abschalten zu vermeiden, funktioniert auch nicht gut. Dann gibt es nämlich einen heftigen Unterschwinger. Die Methode von Thomas bringt zweifellos Ruhe in das System, führt aber zu Abweichungen nach unten, die man reduzieren kann. Das Überschwingen wird damit auch nicht verhindert. Wohlgemerkt: bei einer Zweipunktregelung geht es grundsäzlich nicht ohne ein Pendeln um den Sollwert. Dieses Pendeln sollte aber geringstmöglich sein. Das Überschwingen lässt sich verhindern/begrenzen, wenn man vor dem Erreichen des Sollwertes abschaltet, eine Binsenweisheit. Das Problem ist nur, wann? Ein fester Wert taugt nicht besonders gut, denn der ist bei jeder Anlage anders. Selbst bei unterschiedlichem Füllstand derselben Anlage müsste der jedes Mal angepasst werden. Das kann man von Hand machen, das geht aber auch automatisch: Das Zauberwort heißt Gegenkopplung, und zwar mit Hilfe des Temperatur-Anstieges/Min. (Gradient), wie ihn "Winkelbrauer" bereits in seiner Tabelle zeigt! Man nehme diesen Wert, multipliziere ihn ggf. mit einem (auszuprobierenden) Faktor, und subtrahiere ihn vom Sollwert. Das ist die Temperaturschwelle, an der die Heizung vorzeitig ausgeschaltet wird. Bei starker Beheizung mit hohem Gradient passiert das eben früher, bei niedriger Heizleistung entsprechend später. Und das funktioniert sogar in umgekehrter Richtung, beim Wiedereinschalten! Selbst wenn der Istwert noch knapp über dem Sollwert liegen sollte, aber die Temperatur erkennbar abfällt, hebt der jetzt negative Gradient den Einschaltpunkt entsprechend an und schaltet früher ein als mit einer festen Hysterese. Damit wird der Unterschwinger kleiner. Das funktioniert, probiert’s mal aus! mfg Gerd und hier, wie ich es handhabe: Zitat von vade, am 1.2.2010 um 17:03 ALSO, ich gehe folgenderweise vor - beim aufheizen des sudwassers programmiere ich meinen regler 2 grad unterhalb der gewünschten temperatur, das überschwingen sorgt für eine praktisch zielgenaue landung auf der gewünschten temperatur. ich denke der dicke boden der pfanne und der auf 3 seiten geschlossene brennraum meiner heizung wirken hier als energiespeicher. - beim halten der rast stelle ich den regler 0.1 grad unterhalb der zieltemperatur ein (hysterese 0.2 grad) dies ergibt ein über/unterschreiten der zieltemperatur um 0.3 grad - beim aufheizen auf die nächste rast programmiere ich wieder 2 grad unterhalb der gewünschten temperatur, meistens erreiche ich die zieltemperatur nicht genau, dies ist aber kein problem, der regler wird dann wieder auf 0.1 grad unterhalb der zieltemperatur eingestellt. selbstverständlich ist diese verfahren etwas "bastlerisch" aber es funktioniert einwandfrei und ich denke ein überschwingen von +-0.3 grad ist schon sehr genau. ps: ich heize mit gas, temperaturregler -> gfa -> brenner. leider hat der gfa eine sicherheizzeit von 10 sekunden bis er überhaupt das gasventil öffnet, daher kann nicht in "sehr kurzen" intervallen (siehe unten pid-regler) geheizt werden. es gibt eine gfa von satronic ohne sicherheitszeit: TFI 812.2 B, leider habe ich bis jetzt keinen gefunden. @thomas (samba und bier) der energiespeicher setzt sich in diesem fall aus der wärmespeicherung des pfannenboden und der masse der maische. meine neue pfanne ist ein 70liter topf der 16kg wiegt und eine bodendicke von ca 7-10mm hat, mit dieser pfanne habe ich jetzt die sude mit dem temperaturregler gefahren. ich habe aber noch eine "zeitungspapier-chromstahlpfanne" (ca 3.5kg) welche ich nur noch für das anschwänzwasser verwende, dort ist der boden gleich dick wie die wände, dies pfanne hätte in diesem fall einen geringeren energiespeicher. @gerd (cebulon) der gradient wäre in winkelbrauer's tabelle der "anstieg", d.h. man müste aus dieser tabelle diesen wert herauslesen und damit die gegenkopplung steuern die gegenkopplung ist in diesem falle das funktionsprinzip eines "pid-regler", so einer liegt noch bei mir, nur funktioniert so ein regler nur mit elektrischer heizung, da er zum erreichen der rasttemperatur sehr kurz ein/ausschaltet. ____________________ Gruss aus der Schweiz, Dave aka Vade meine 50l Anlage Biersektenmitglied 697 Schweizer Brauereien Antwort 5 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 11:30   Hallo, es scheint schwierig zu sein, das Wesentliche zu vermitteln. Deshalb versuche ich noch mal ein Beispiel: Sollwert 50°C. Wenn der Istwert bei eingeschalteter Heizung diese 50°C erreicht, schaltet ein 2-Punkt-Regler (ohne Gegenkopplung) in diesem Moment ab. Die Ist-Temperatur steigt durch die Massenträgheit der Anlage aber weiter an, teilweise um mehrere °C, wie man aus diversen Kurvenbildern schön entnehmen kann. Damit eine 2-Punkt-Regelung nicht zur Instabilität neigt, verwendet man in der Praxis die Hysterese. Das ist ein Zahlenwert, der beschreibt, um welchen Betrag die Wiedereinschaltschwelle unter dem Sollwert liegt. Nehmen wir mal 0,5°C als Hysterese an, dann liegt diese Schwelle bei 49,5°C. Wenn die Temperatur, von oben kommend, diese 49,5°C erreicht, schaltet der Regler wieder ein. Die Massenträgheit der Anlage, die vorher für das Überschwingen gesorgt hat, wirkt sich jetzt aber umgekehrt aus, denn trotz eingeschalteter Heizung wird die Temperatur zunächst noch weiter sinken. Die Lösung, die Thomas beschrieben hat, „verschenkt“ darüber hinaus noch weitere 15 Sekunden. „Vade“ beschreibt in seinem Beitrag sehr anschaulich, wie er mit trickreicher (manueller) mehrfacher Verstellung des Sollwertes kleinere Abweichungen erreicht. „Winkelbrauer"s Beitrag klingt schon etwas komplizierter, aber die Sache funktioniert zweifellos, weil sie sich bereits am Gradienten der Temperatur orientiert. "Samba und Bier"s zusätzliche Konstantphase macht die Sache keinesfalls einfacher und setzt auf feste Werte. Die "Ziele" aller Beiträge werden mit der von mir beschriebenen Gegenkopplung des Reglers also direkt erreicht. Das habe ich übrigens nicht erfunden, sondern ist das Regelverhalten eines normalen 2-Punkt PD-Reglers. Der ist nebenbei nicht nur für Elektroheizungen gut, bei richtig eingestellten Parametern funktioniert er auch excellent mit einer Gasheizung. Die Parameterwahl für den Regler ist übrigens sehr simpel. Nehmt als Startgröße einfach mal den Wert des Gradienten und zieht ihn vom Sollwert ab. Bei einem Gradienten von 1°C/min schaltet der Regler also nicht bei 50°C, sondern bereits bei 49°C ab (obwohl der Sollwert auf 50°C steht!!!). Wenn das Überschwingen immer noch zu groß sein sollte, wird der Gradient mit einem Faktor > 1 multipliziert und dann subtrahiert. Das funktioniert ausgezeichnet. Den Zeitbedarf für die Zündphase des GFA kann man nicht wegdiskutieren. Sie wirkt sich als zusätzliche Totzeit des Systemes aus und muß hingenommen werden. Gerade deshalb plädiere ich dafür, die Aus- und Einschaltschwelle nicht als fixe Größe zu verwenden, sondern sie vollautomatisch an die Dynamik der jeweiligen Anlage anzupassen. mfg Gerd Antwort 6 Samba und Bier Posting Freak Beiträge: 1736 Registriert: 19.4.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 12:30   Hallo Gerd, das ist ja alles schön und richtig, was Du schreibst und niemand zweifelt das an. Die Frage die ich hier immer wieder stelle ist, ob dies wirklich nötig ist. Ich habe bei meinen Bieren mit einem Worst-Case-Überschwingen von 2°C jedenfalls keinen Unterschied bzw. negativen Einfluss schmecken können, und die Enzyme arbeiten sicher auch nicht schlechter Du hast ja gelesen, wie kompliziert dieses Thema ja bereits für einige scheint, dies bestätigt, dass eine einfachere Parametrierung dem Bediener unnötige Schwierigkeiten erspart. Aaaaaber: Man könnte ja in der Config eine Einstellungs-Möglichkeit bieten, ob die Version mit dieser Korrektur arbeiten soll oder nicht. Im Falle eines neins kann man die Parametrierung dafür ausblenden. Nochmals zum thema einer ursprünglichen Lösung (PWM): Dies funktioniert ja bei den Gasheizungen leider nicht, da müsste man die Gaszufuhr analog steuern. Bin froh dass wir das hier nicht diskutieren Grüsse Thomas ____________________ Link mit Fotos unserer Klein-Brauanlagen mit Automatisierung sind auf folgender website zu finden: http://cervejakarpens.oyla.de Antwort 7 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 13:24   Zitat: Die Frage die ich hier immer wieder stelle ist, ob dies wirklich nötig ist. Ich habe bei meinen Bieren mit einem Worst-Case-Überschwingen von 2°C jedenfalls keinen Unterschied bzw. negativen Einfluss schmecken können, und die Enzyme arbeiten sicher auch nicht schlechter. Ja, Thomas, mit so einem Totschlag-Argument kann man trefflich jede Diskussion abwürgen. Ich weiß (noch) nicht, ob und welchen Einfluß 2°C haben. Auf dem sichtbaren Teil des Diagrammes von „Winkelbrauer“ finde ich Abweichungen von +2,8°C bzw. -3,1°C; in Diagrammen anderer Brauer bzw. deren Beiträgen war das noch erheblich mehr. Meine Überzeugung ist, daß man solche Abweichungen bereits mit den vorhandenen Mitteln signifikant reduzieren kann. Ich behaupte das auch nicht nur einfach, sondern habe das mit meiner Anlage erfahren, die diesbezüglich sogar eine Zehnerpotenz genauer arbeitet – egal, ob das nun notwendig ist oder nicht. Hier im Forum werden vorrangig weder „gelernte“ Brauer noch Regelungstechniker unterwegs sein. Trotzdem bemüht sich eine große Zahl von Leuten, ihre Anlage optimal auszurüsten und zu betreiben. Mein Anliegen ist es deshalb, auf einfache, „selbstoptimierende“, jahrzehntelang erprobte Lösungen aufmerksam zu machen und sie zu empfehlen, bevor sich ein Laie abenteuerliche eigene Regelstrategien einfallen lässt - die schon auf die nächste Anlage nicht mehr übertragbar sind. In diesem Sinne… mfg Gerd Antwort 8 vade Posting Freak Beiträge: 1163 Registriert: 25.6.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 13:41   hallo gerd AHA, nach deiner nochmaligen erklärung ist mir das prinzip jetzt klar. leider habe ich keinen PD-regler herumliegen sondern einen PID-regler, ein kleiner aber feiner unterschied. hallo thomas klar ist die frage ob dieser regelaufwand wirklich nötig ist. ich denke dass eine abweichung von 2ºC je nach rast doch eine relativ grosse abweichung ist: bei 45º = 4.45% / 57º = 3.52% / 72º = 2.78%, da aber wie du sagst die enzyme eine relativ grossen lebensbereich haben sollte es ihnen nichts ausmachen und die guten biere die mit "traditioneller" regelung gebraut werden sprechen sicher nicht gegen diese reglungsart. NUR das basteln an der anlage ist ja das zweitschönste am bierbrauen wie zum beispiel dein programm zeigt. ____________________ Gruss aus der Schweiz, Dave aka Vade meine 50l Anlage Biersektenmitglied 697 Schweizer Brauereien Antwort 9 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 13:59   Zitat: leider habe ich keinen PD-regler herumliegen sondern einen PID-regler, ein kleiner aber feiner unterschied. Hallo "vade", diese Schlußfolgerung ist (zum Glück) nicht richtig. Man kann den I-Parameter eines PID-Reglers so einstellen, daß der I-Anteil unwirksam ist. Also hast Du doch einen PD-Regler. mfg Gerd Antwort 10 Samba und Bier Posting Freak Beiträge: 1736 Registriert: 19.4.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 14:14   Hallo Leute, Vade: So ganz verstanden hast Du es noch nicht, wie ich gerade gelesen habe, macht aber nix, deshalb noch eine Ergänzung: Das Überschwingen von 2°C habe ich bei niedriegen Temperatur-Sollwerten (bis 50°C). Es handelt sich dabei eigentlich lediglich mehr um Einmaisch-Temperaturen. Bei höheren Temperaturen, wie z.B. 72°C ist das Überschwingen <0,5°C, das sind also dann nur 0,7% Mein Argument mit den Enzymen war an dieser Stelle sogar weniger angebracht, es sollte nur verdeutlichen, dass die Enzyme doch sehr tolerant sind. Und natürlich macht es auch einen Unterschied, ob der Topf nur 1/3 gefüllt ist, 2/3 oder voll ist. Zum Equipment: Wer natürlich mit 3cm-dicken Sandwich-Böden arbeitet, der wird in der Tat Hilfe bzw. eine super-intelligente Software benötigen, um diese Fehl-Projektierung zu kompensieren (dies ist ein Scherz...). Ich hatte mich in älteren Threads schon einmal ausgiebig über dieses Thema ausgelassen. Zusammenfassend: Eine technische Lösung wird normalerweise gemäss der Anforderungen an das System entwickelt, bzw: Wo sehr hohe Präzision erforderlich ist, steigt auch der Entwicklungs/Kosten-Aufwand. Gerd: Ich möchte hier in keinster Weise eine Diskussion abwürgen. Technisch gesehen gebe ich Dir sogar voll und ganz Recht. Sollte ich eine solche Funktion noch einbauen, werden Jürgens Kurven Deine These auch bestätigen. Ich betrachte das ganze Thema aber mehr von der Aufwand/Nutzen-Seite. Momentan sind andere Features für meine Soft vorgesehen, welche ich aufgrund des Nutzen-Vorteils priorisiere. In diesem Sinne... Thomas ____________________ Link mit Fotos unserer Klein-Brauanlagen mit Automatisierung sind auf folgender website zu finden: http://cervejakarpens.oyla.de Antwort 11 vade Posting Freak Beiträge: 1163 Registriert: 25.6.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 14:17   hallo gerd ja das stimmt.... aber der I-anteil lässt sich bei meinem regler nur bis minimal 2sec herunterfahren, siehe betriebsanleitung. ich werde dies bei meinem nächsten sud testen und den regler parallel zu mener normalen steuerung laufen lassen, leider habe ich von der gesamten regelgeschichte keine ahnung. ____________________ Gruss aus der Schweiz, Dave aka Vade meine 50l Anlage Biersektenmitglied 697 Schweizer Brauereien Antwort 12 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 15:38   Zitat: aber der I-anteil lässt sich bei meinem regler nur bis minimal 2sec herunterfahren Tja, „vade“, umgehen müsste man damit können… Wenn der I-Anteil ausgeschaltet werden soll, muß nicht die kürzestmögliche Integrierzeit gewählt werden, sondern die längste! Bei Deinem Regler sind das also 1999 s. Zitat: Wo sehr hohe Präzision erforderlich ist, steigt auch der Entwicklungs/Kosten-Aufwand. Thomas: Das sind die 2 Zeilen für die Programmierung des kompletten Reglers: Wenn Istwert >= (Sollwert – (Gradient * k)) dann ausschalten! Wenn Istwert <= (Sollwert – Hysterese – (Gradient * k)) dann einschalten! Die Einbindung der Variablen Gradient und k ist der zusätzliche Entwicklungs/Kosten-Aufwand. Das ist alles. mfg Gerd Antwort 13 Samba und Bier Posting Freak Beiträge: 1736 Registriert: 19.4.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 16:59   Hallo Gerd, das find ich aber jetzt schon ein bisschen heftig... Wenn Du Dir mein Programm mal genauer anschaust, wird Dir auffallen, dass es u.a. eine Rezeptur-Verwaltung hat. Das Einschwing-Verhalten muss für jede Phase separat parametrierbar sein (sollte ich Dich richtig verstanden haben, woran ich langsam zweifle...) Dein Zweizeiler ist doch nur die Berechnung, weiter nichts. Man muss tatsächlich in der Software: 1. Parametrier-Masken erweitern (Mit Sicherheiten gegen fehlerhafte Eingaben etc...) 2. Rezeptur-Struktur erweitern 3. Die Rezept-Files müssen erweitert werden 4. Wenn sich die Rezeptur-Dateien ändern, muss ein Tool geschaffen werden, welches die alten vorhanenden Rezepturen einliest und unter neuem Namen und neuer Struktur abspeichert. Oder willst Du allen Usern zumuten, dass sie sich die Rezepte neu eintippern??? 5. Den neuen Parameter in die Sprach-Umschaltung einbinden und und und.... Ich habe doch richtig verstanden, dass die Korrektur temperatursollwertabhängig parametrierbar sein soll oder nicht? Sollte ich Dich da falsch verstanden haben, bitte ich um Entschuldigung und bitte um Aufklärung. Gruss Thomas [Editiert am 2.2.2010 um 17:07 von Samba und Bier] ____________________ Link mit Fotos unserer Klein-Brauanlagen mit Automatisierung sind auf folgender website zu finden: http://cervejakarpens.oyla.de Antwort 14 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 18:26   Zitat: Ich habe doch richtig verstanden, dass die Korrektur temperatursollwertabhängig parametrierbar sein soll Nein, Thomas, Du hast mich NICHT richtig verstanden, davon habe ich weder in diesem Thread noch früher jemals etwas gesagt. Das Besondere – nein, das NORMALE - ist eben, daß der Gradient für ALLE Sollwerte anzuwenden ist. Bei tieferen Temperaturen und/oder geringer Füllung wird der Gradient vergleichsweise hoch sein – mit der Folge, daß die Abschaltschwelle deutlich tiefer liegt als der eigentliche Sollwert. Bei hohen Temperaturen und/oder hohem Füllstand wird der Gradient erheblich kleiner sein – also auch den dann gültigen Sollwert weniger stark absenken. Auch wenn ich mich wiederhole: das funktioniert auch beim Wiedereinschalten! Wenn die Temperatur sehr langsam abfällt, wird praktisch beim Erreichen von (Sollwert – Hysterese) eingeschaltet. Wenn sie kräftig fällt, wird der Einschaltpunkt durch die Vorzeichenumkehr des Gradienten angehoben, so daß die Heizung früher einschaltet! Auf die Rezepte hat das Ganze überhaupt keinen Einfluß, selbst der Faktor k ist bei meiner Anlage mit „1“ ein fixer Wert, den ich derzeit im Programmablauf gar nicht verändern kann (und muß!). Da Deine Software aber mal mit schwachbrüstigen Einkochern läuft und mal mit Super-Gasbrennern, ist meine Empfehlung, diesen Faktor ggf. anlagenabhängig einstellen zu können. Als Defaultwert sollte er mit dem Wert „1“ vom Programm versorgt werden, aber durch den Brauer für seine Anlage änderbar sein. Du wirst wissen, wie das geht. Nun alles klar? mfg Gerd Antwort 15 Samba und Bier Posting Freak Beiträge: 1736 Registriert: 19.4.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 18:41   Hallo Gerd, das ist etwas anderes. Ich habe irgend etwas gelesen mit sollwertabhängiger Justage, ich lese mir die beiden Threads nochmals durch. Gruss Thomas ____________________ Link mit Fotos unserer Klein-Brauanlagen mit Automatisierung sind auf folgender website zu finden: http://cervejakarpens.oyla.de Antwort 16 Samba und Bier Posting Freak Beiträge: 1736 Registriert: 19.4.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 19:06   Hm, ich find jetzt nichts, aber vielleicht bin ich ja auch davon ausgegangen, dass diese Korrektur sollwertabhängig sein müsste, da z.B.: We verhält sich eine Anlage mit schwachbrüstiger Heizung, die länger braucht, um höhere Solltemperaturen zu erreichen, würde man in diesen Aufheizphasen nicht unnötig Zeit verlieren? ich glaub ich habe hier wirklich ein Verständnis-Problem. Grüsse Thomas ____________________ Link mit Fotos unserer Klein-Brauanlagen mit Automatisierung sind auf folgender website zu finden: http://cervejakarpens.oyla.de Antwort 17 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 19:56   Hallo Thomas, nun versteh’ ich so langsam nicht mehr, warum Du nicht verstehst…. Nehmen wir doch mal an, der schwache Einkocher startet von 40°C, hat den Sollwert von 50°C und wird demnach durch den Regler dauernd eingeschaltet (Reglerzeile 2). Er schafft trotzdem keinen größeren Gradienten als 1°C/min. Also wird er beim Erreichen von 49,0°C ausgeschaltet (Reglerzeile 1). Die Temperatur steigt aber durch die Massenträgheit des Systems weiter, das Maximum liegt dann z.B. 1 min später bei 50,0°C. Ziel perfekt erreicht. Wo wird da unnötig Zeit verloren? Das kannst Du nun beliebig variieren. Wenn der Sollwert für die Zuckerrast auf 80°C steht, wird der Einkocher da oben möglicherweise nur noch einen Gradienten für die Temperatur von 0,5°C/min erreichen. Also wird er erst bei 79,5°C ausgeschaltet und erreicht zielgenau die 80,0°-Marke. Besser geht’s wohl nicht. mfg Gerd Antwort 18 Samba und Bier Posting Freak Beiträge: 1736 Registriert: 19.4.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 20:06   Hi Gerd, prinzipiell hab ich das schon verstanden, Du arbeitest also nicht mit dem Parameter-Gradienten (der in meiner Software den Gradienten begrenzt) sondern mit einem Ist-Gradienten, richtig? Wann ermittelst Du den rechnerisch? Im Zweizeiler finde ich das nicht. Was passiert, wenn die Solltemperatur nicht ganz erreicht wird und demnach die Weiterschaltbedingung in der Schrittkette nicht erfüllt wird? Gruss Thomas ____________________ Link mit Fotos unserer Klein-Brauanlagen mit Automatisierung sind auf folgender website zu finden: http://cervejakarpens.oyla.de Antwort 19 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 20:56   Hallo Thomas, na, das wird so langsam zu einer Privatunterhaltung. Natürlich ist das der Istwert des Gradienten. Der ändert sich ja fortlaufend und muß natürlich mit jeder Messung aktualisiert werden. Ich meine, Du hättest ihn bereits für die Plausibilitätskontrolle einer intakten Heizung in Deiner Software erwähnt. Falls nicht, ist das die Differenz von der aktuellen Messung zur davor liegenden Messung, auf 1 min normiert. Im Regelkreis wird er lediglich als Variable verarbeitet. Wenn der Sollwert wider Erwarten mit dem 1. Versuch nicht erreicht werden sollte, ist der Faktor k zu groß. Dann schaltet sich der Regelkreis einfach noch mal ein und hebt die Temperatur auf das notwendige Niveau. Ich habe versucht, einfache Beispiele mit einer Temperaturauflösung von 0,5°C zu verwenden. Damit schafft man es, eine Temperaturschwankung von +/- 1°C zu erreichen. Wie Du weißt, löst meine Anlage die Temperatur auf ein 1/16 °C auf. Damit erreiche ich, daß die Temperatur 0,1°C über das Ziel hinausschießt; 0,1°C unter dem Sollwert wird die Heizung allerdings schon wieder eingeschaltet. Diese Leistungsmerkmale sollten hier einerseits keine Meßlatte sein, sie haben mir jedoch wertvolle Erkenntnisse über die erfolgreiche Funktionsweise dieser Gegenkopplung geliefert. mfg Gerd Antwort 20 Thorshammer85 Senior Member Beiträge: 288 Registriert: 22.8.2008 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 21:31   Hallo Gerd, hieße das nicht auch, dass man deinen Zweizeiler ständig in einer Schleife laufen lassen muss, bis entweder der Sollwert erreicht, oder die Bedingung IST-Wert <= SOLL-Wert - k * IST-Gradient erfüllt ist? Man kann ja ohne erreichen des Sollwertes nicht anfangen die Rastzeit "runterzuzählen". Gruß Florian Edit: Das würde ja im Grenzbereich kurz vor erreichen des SOLL-Wertes ein recht schnelles an und ausschalten erfordern, was bei Gasheizungen wieder zu Problemen führt. [Editiert am 2.2.2010 um 21:33 von Thorshammer85] Antwort 21 Samba und Bier Posting Freak Beiträge: 1736 Registriert: 19.4.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 21:47   Hallo Gerd, so langsam kommt Licht ins Dunkle. Privat-Unterhaltung hin oder her: Ich weiss ja nicht ob ich der einzige bin, aber die detaillierte Funktionsweise Deiner Temperatur-Regelung habe ich erst jetzt richtig verstanden. In meiner Software ist noch keine aktuelle Istgradienten-Berechnung integriert. Die von Dir angesprochene Plausibilitäts-Kontrolle steht noch auf meiner To-Do-Liste. Ich bin bisher davon ausgegangen, dass dir das Konzept meiner Parametrierung bekannt ist: Ich behandle Aufheizphasen und Konstant-Phasen separat, damit ich auch in Aufheizphasen Aktoren individuell (parametriert) ansteuern kann, im Klartext: Ich parametriere zunächst eine Aufheizphase mit dem Sollwert x und danach eine Konstantphase mit demselben Sollwert x. Weiterschaltbedingung für das Wechseln von der Aufheizphase in die Konstantphase ist das Erreichen dieser Temperatur x. Nun stell dir folgenden Fall vor (Hysterese 0,5°C): Sollwert 50°C mit Gradient 1°C/min und Faktor k=2: Abschalten in der Aufheizphase bei 48°C, Schrittkette bleibt in Aufheizphase Nun heizt das System nach bis angenommen 49°C Nach einer Minute ändert sich die Temperatur nicht=> aktueller Gradient=0 Bedingung "Istwert >= (Sollwert – (Gradient * k)) dann ausschalten!" ist nicht erfüllt Bedingung "Istwert <= (Sollwert – Hysterese – (Gradient * k)) dann einschalten!" ist erfüllt Heizung schaltet ein und heizt nun mit 0,3°/minute Abschaltung nun bei 49,4°C, nachheizen bis 49,6°C temperatur bleibt für längere Zeit bei 49,6°C stehen=> Gradient=0 Bedingung "Istwert >= (Sollwert – (Gradient * k)) dann ausschalten!" ist nicht erfüllt Bedingung "Istwert <= (Sollwert – Hysterese – (Gradient * k)) dann einschalten!" ist nicht erfüllt system bleibt ausgeschaltet. Nach langer Zeit beginnt die Temperatur wieder zu sinken. bis heizung wieder einschaltet usw. Die Weiterschaltbedingung ist also nicht erfüllt worden und das System bleibt in der Aufheizphase hängen. Nichtsdestotrotz: Es kommt auf meine To-Do-Liste. Ich werde mir nur einige Gedanken machen müssen, dass es auch bei meiner Parametrierung zuverlässig läuft. Grüsse Thomas ____________________ Link mit Fotos unserer Klein-Brauanlagen mit Automatisierung sind auf folgender website zu finden: http://cervejakarpens.oyla.de Antwort 22 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 22:11   „Thorshammer85“: Natürlich muß die Schleife ständig abgearbeitet werden, auch während der Rast. Ich habe den Beginn der Rastzeit so definiert, daß der Istwert bis auf 0,5°C an den Sollwert herangekommen ist. Ein zu schnelles Ein- und Ausschalten ist normalerweise nicht zu befürchten. Ausgeschaltet wird erst, wenn die Kriterien dafür erfüllt sind. Die Einschaltbedingungen gelten sinngemäß und sind mindestens um den Betrag der Hysterese verschieden. Wenn die Intervalle für das Ein- und Ausschalten einer Gasheizung trotzdem zu kurz werden sollten, muß die Hysterese zwangsläufig erhöht werden. Von nix kommt nix… Thomas: Deine Annahmen sind falsch. Ich habe einen Faktor k von 1 empfohlen und nicht von 2. Darüber hinaus habe ich diagnostiziert, daß der Faktor zu hoch ist, wenn der Sollwert nicht im 1. Anlauf erreicht wird. Wenn die Temperatur so nahe vor dem Ziel hängen bleibt, gibt es keinen nennenswerten Gradienten mehr, so daß als Einschaltschwelle (Sollwert – Hysterese) zur Anwendung kommt. Die Massenträgheit jeder Anlage ist dann so groß, daß mit dem nächsten Einschalten der Sollwert garantiert erreicht wird. Probier es aus! mfg Gerd PS: Gibt es eigentlich eine Prämie für x Beiträge/Tag??? Antwort 23 tauroplu Administrator Beiträge: 10493 Registriert: 23.10.2005 Status: Online Geschlecht: erstellt am: 2.2.2010 um 22:19   Hi, Gerd, Zitat: "PS: Gibt es eigentlich eine Prämie für x Beiträge/Tag???" Mehr als "Posting freak" kann nicht dabei herauskommen , höchstens noch Admin, dafür wärest Du m.E. mit Deinen umfassenden Kenntnissen (nicht nur im elektronischen Bereich) sehr gut geeignet. Gruß Michael ____________________ „Lass die anderen mit Fichten- und Tannensprossen würzen, der Hopfen ist das Beste, was die Natur uns bietet.“ Aus "Das Erbe des Bierzauberers" von Günther Thömmes, Gmeiner Verlag Antwort 24

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