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Autor: Betreff: Temperaturregelung, Gradienten, Trends und mehr ... gschwar Posting Freak Beiträge: 880 Registriert: 8.7.2003 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 11.2.2010 um 05:45   hallo zusammen, habe das hier nur so am Rande verfolgt. Habe auch mal versucht, eine Reglung, die möglichst genau arbeitet, zu konstruieren. Es liegen schon in der Strecke einige einige Hürden, die es nicht einfach machen, eine solche Strecke zu regeln. Erst mal habe ich unterschiedliche Volumen die erhitzt werden sollen, also beim Maischen und nachher beim Nachguss. Auch ist das Volumen abhängig von dem, was ich für ein Rezept braue. Dann die Totzeit bis der Brenner an geht, unterschiedliche Töpfe die einen Termicboden haben, oder nicht. Ach so, Geschwindigkeit vom Rührwerk fällt mir noch ein. Isolation vom Topf, soweit vorhanden. Ich bin es Pragmatisch angegangen. ich nutze mittlerweile einen Regler, der mit einer Hysterese arbeitet. Also: Solltemperatur um 0,3 Grad zu gering, dann wird die Heizung angeschaltet, und bei erreichen der Solltemperatur wird abgeschaltet. Keine Parameter wie Integral-, Differential- oder Proportionalfaktor und Totzeiten, die ich berücksichtige. Habe Überschwinger im Bereich von 0,3 .. 0,5 Grad, was mir völlig ausreicht. Das Bier findet seine Abnehmer ... Gruß Guido [Editiert am 11.2.2010 um 05:51 von gschwar] Antwort 50 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 12.2.2010 um 08:54   Zitat: john377: warum denn so zynisch? Tja, Andy, Zynismus ist wohl die mildeste Form des Protestes gegen einen solchen Beitrag. Du hast verfolgen können, wie mühsam es ist, mehr oder weniger komplizierte Sachverhalte so zu vermitteln, daß die Zusammenhänge von den Beteiligten wirklich verstanden werden. Sich dann als Fachmann vorzustellen, fachspezifische Begriffe fallen zu lassen, geradezu abenteuerliche gegenteilige Behauptungen aufzustellen, Probleme anzureißen, aber keine Lösung zu nennen, halte ich für äußerst destruktiv. Das ist nicht fair gegenüber solchen Lesern, die mit diesem Thema nicht so vertraut sind und kaum beurteilen können, was nun richtig oder falsch ist. Selbst studierte Leute sind darauf reingefallen, wie man sieht. Der Einsatz eines I-Gliedes im Regler dient der Reduzierung einer bleibenden Regelabweichung, setzt aber ein stetiges oder zumindest in Schritten veränderbares Stellorgan voraus. Das ist bei der Heizung eines Einkochers nicht gegeben; die nahezu ausschließlich eingesetzten mechanischen Relais verbieten selbst den PWM-Betrieb. Also ist ein PI-Regler bei diesem Anwendungsfall völliger Nonsens. Statt einer klaren Erläuterung Deiner „persönlichen Erfahrungen“ bleibst Du uns nun jede Antwort schuldig und verweist lapidar auf Wikipedia, toll! Freie Meinungsäußerung? Ja - kontroverse Diskussionen sind in der Regel sehr nützlich für das Schärfen der Sinne und das Finden einer wirklich optimalen Lösung. Den eigenen Standpunkt sollte man dann aber auch begründen können. Darüber hinaus: Für das richtige (Patent-) Rezept dieser Aufgabenstellung braucht man nicht einmal besondere Fachkenntnisse, da reicht bereits der gesunde Menschenverstand: Wenn man erst beim Erreichen des Sollwertes die Heizung abschaltet, schießt die Temperatur zwangsläufig über das Ziel hinaus. Die hier diskutierten Regelstrecken sind auch nicht alle anders, wie Du behauptest. Sie sind alle durch eine ausgeprägte Totzeit charakterisiert und unterscheiden sich lediglich in ihrem Zeitverhalten. Jeder möge sich über Deine Art der Information sein eigenes Urteil bilden. mfg Gerd [Editiert am 12.2.2010 um 09:24 von cebulon] Antwort 51 vade Posting Freak Beiträge: 1163 Registriert: 25.6.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 12.2.2010 um 11:02   tia, so kann man sich als laie outen: Zitat von vade, 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 meiner normalen steuerung laufen lassen, leider habe ich von der gesamten regelgeschichte keine ahnung. die antwort kam dann ziemlich schnell: Zitat von cebulon, 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. .................................... mfg Gerd ALLES KLAR, ist schon nicht so einfach diese regelgeschichte, aber das netz weiss sicher hilfe, mit der tante google habe ich dan nach folgendem gesucht: einführung regeltechnik und folgendes dokument gefunden: siemens: grundlagen regeltechnik, ich habe einmal hineingesehen, verstehe nur bahnhof, werde diese 103 seiten aber einmal gewissenhaft durchlesen, vieleicht werde ich dann schlauer. ____________________ Gruss aus der Schweiz, Dave aka Vade meine 50l Anlage Biersektenmitglied 697 Schweizer Brauereien Antwort 52 Samba und Bier Posting Freak Beiträge: 1736 Registriert: 19.4.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 12.2.2010 um 12:36   Hallo Gerd, nu muss ich Dir aber mal eine Rüge erteilen ! Wir sollten doch bitte höflich in diesem Forum miteinander umgehen. Mit sportlichem Wettkampf hat Deine Art jedenfalls nichts mehr zu tun. Zynismus hat meiner Meinung nach überhaupt nichts hier zu suchen. Vielleicht hat Kollege Andy einige Gesichtspunkte nicht bedacht, das ist doch nicht so schlimm. Und es war sicher nicht alles falsch was er geschrieben hat, soviel kann auch ich beurteilen! Und wenn Deiner Meinung nach studierte Leute auf seine Thesen "hereingefallen" sind (ich vermute damit bin ich gemeint, gelle?), solltest Du zuvor die entsprechenden Beiträge genauer durchlesen. Somit wirst Du feststellen, dass diese hereingefallenen Leute sich fachtechnisch überhaupt nicht dazu geäussert haben, sich also mit anderen Worten (aus gutem Grund übrigens) herausgehalten haben. Grüsse Thomas [Editiert am 12.2.2010 um 12:40 von Samba und Bier] ____________________ Link mit Fotos unserer Klein-Brauanlagen mit Automatisierung sind auf folgender website zu finden: http://cervejakarpens.oyla.de Antwort 53 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 12.2.2010 um 19:05   Hallo Thomas, daß unsere Meinungen in dieser Beziehung auseinanderlaufen, ist vielleicht nicht optimal, aber auch nicht tragisch. Ich habe meine Meinung geäußert, stehe dazu; möchte diese Art der Diskussion aber auch nicht fortsetzen, sondern zur Sache zurückkehren. Mir ist nämlich auch durch den Beitrag von Guido (gschwar) bewusst geworden, daß viele Missverständnisse bei der Diskussion dieser „Zielgenauigkeit“ möglicherweise dadurch entstanden sind, daß die Art und Qualität der Messwerterfassung erheblich differiert. Irgendwann habe ich das Zeitverhalten meiner Anlage mal erfasst, aber ich finde die genauen Ergebnisse nicht mehr. Damit klarer wird, was überhaupt an Optimierungspotential vorliegt, habe ich mich entschlossen, diese Versuche zu wiederholen. Ich würde es für nützlich halten, wenn Andere ihre Anlagen auch mal unter gleichen/ähnlichen Bedingungen untersuchen und schlage folgende Vorgehensweise vor: Kaltes Wasser in die Anlage einfüllen, mit 1/3 des maximalen Volumens. Bei einem Einkocher sind das 10l. Dafür sorgen, daß die Heizung dauernd eingeschaltet wird/bleibt. Bei genau 20,0° die Uhrzeit (1) nehmen bzw. eine Stoppuhr starten. Bei der Anzeige von genau 40,0°C Heizung abschalten und die Uhrzeit (2) notieren. Achtung: jetzt genau beobachten, wie hoch die Temperatur (A) noch steigt und wann das Maximum war, Uhrzeit (3) und Temperatur (A) notieren Die Temperatur weiter fallen lassen, bis sie exakt 39,5°C erreicht hat. Jetzt die Heizung erneut einschalten und Uhrzeit (4) notieren Achtung: erneut beobachten, wie tief die Temperatur (B) fällt und wann das Minimum war, Uhrzeit (5) und Temperatur (B) notieren. Heizung ausschalten, Versuch beendet Mit diesen Daten kann man genau bestimmen, wie hoch der tatsächliche Gradient ist und was die eigene Anlage bezüglich des Zeitverhaltens eigentlich macht. Dann muß man nicht mehr raten und kann Optimierungen gezielt durchführen. Es wäre sehr interessant, wie stark die Streuung der Ergebnisse ist. Die 40° sind zwar für „richtige“ Rasten zu tief - und die Wassermenge ist zu klein - aber der Überschwing-Effekt müsste dadurch deutlicher hervortreten. PS: Wegen der Vergleichbarkeit bitte Topf geschlossen halten; wenn möglich, Rührwerk einsetzen bzw. Umlaufpumpe einschalten, damit der Temperatursensor eine möglichst homogene Füllung vorfindet. Uhrzeit bitte sekundengenau. @vade: Stell die längste Zeit ein, das wird schon funktionieren. Ansonsten viel Spaß bei der Lektüre! mfg Gerd [Editiert am 12.2.2010 um 20:45 von cebulon] Antwort 54 gschwar Posting Freak Beiträge: 880 Registriert: 8.7.2003 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 12.2.2010 um 23:57   Hallo Gerd, werde ich am WE mal bei mir testen. habe aber eine 70l Pfanne mit Rührwerk. Die Temp. Erfassung läuft mittels PT100 1/3 Klasse A, was eigentlich schon völlig überdimensioniert ist. Der PT100 hat einen Außendurchmesser von ca. 3mm und spricht sehr schnell (t 90% ca. 2s) an. Kommt von Jumo. Hat ein Edelstahlgehäuse und hängt direkt in der Maische/Würze. Hatte auch mal einige Messungen gemacht, um dann mit aller Kunst der Regungstechnik das Ver Halten Der Strecke zu characteresiern es dann aber dran gegeben, als ich gemerkt habe, das eine Reglung mit einer recht kleinen Hysterese mir von der Regeggenauigkeit mehr als aureichend ist. Das ganze funktioniert offen, geschlossen ( dann springt der Brenner halt seltener an ) mit oder ohne Rührwerk. Ist einfach zu realisiren. Es steht aber derzeit noch das automatische Maischen an. Da werde ich aber bei meinem PT100 und der Reglung über die Hysterese bleiben. Den PT100 werde ich mittels PT100 -> 0..20mA Umsetzer an einen ATMEGA weiterleiten, der dann die Temperaturreglung übernimmt. Derzeit übernimmt ein Industrieregler die Reglung. den gab es für einige Euros in der Bucht ... Gruß Guido Gruß Antwort 55 Max09 Junior Member Beiträge: 28 Registriert: 13.12.2009 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 14.2.2010 um 13:51   Hallo Thomas, Zitat von Samba und Bier Zitat: -Temperaturgradient: Ich fände es schön, wenn man diesen für jede Aufheizphase einzeln ein- bzw. ausschalten könnte. Warum denn das? Den zuschaltbaren Gradienten habe ich nur für prinzipielle Verfechter desselben vorgesehen. Was soll das phasenabhängige Zu/Abschalten bringen? ich habe noch nicht viel Erfahrung im Brauen, mag also durchaus sein, dass ich da etwas noch nicht so ganz verstanden habe… Ich hielt den Gradienten bisher immer für wichtig und habe ihn daher eigentlich auch immer eingeschaltet. Um das Einmaischwasser zu erwärmen schalte ich ihn allerdings aus und danach wieder ein. Meist vergesse ich allerdings sowohl das ausschalten, was ich dann aber irgendwann bemerke und nachhole, als auch das wieder einschalten. Wenn das dem Bier nicht schadet, ist’s ja aber nicht so schlimm und irgendwann gewöhn ich mich schon dran. Aber daher kam halt die Idee… Zitat von Samba und Bier Zitat: -Braumeisterruf: Ich fände es super, wenn man anstatt auf "SIGNAL AUS" zu klicken auch zusätzlich einen Taster am LPT - Port anschließen könnte, der dasselbe bewirkt. Die Lösung mit dem Parallelport wird hier vielerseits als altmodisch kritisiert, in der Tat stirbt er ja auch leider aus, obwohl der Parallel-Port eine stabile I/O-Schnittstelle ist. Wie auch immer: Alles schreit nach USB. Ich werde deshalb nicht in die Weiterentwicklung der Parallelport-Lösung investieren und bitte um Verständnis dafür. Ich finde die Parallelport – Lösung auch super, aber OK, meinen Wunsch kann ich sonst ja auch hardwaremäßig umsetzen… Zitat von Samba und Bier Zitat: -LAN: Jetzt werdet ihr mich wohl für völlig bekloppt halten, aber das absolute Highlight wäre es, wenn man die auf dem Brau – PC laufende Software mittels Laptop / anderem PC über Lan / W-Lan überwachen und steuern könnte. Aber das ist wohl leider nicht so mal eben programmiert und selbst wenn ich es könnte, wäre ich wohl nicht bereit, Wochen meiner Freizeit für dieses Feature opfern… aber erwähnt haben wollte ich es trotzdem. Das ist ganz und garnicht bekloppt und dafür gibt es, wie bereits von ThorsHammer85 angesprochen, fertige Tools. War mir nicht bekannt, dass es dafür fertige Lösungen gibt! Vielen Dank für den Hinweis, auch an Florian. Ich werde mir das mal anschauen… Viele Grüße Max Antwort 56 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 14.2.2010 um 17:57   Hallo, wie angekündigt habe ich das Zeitverhalten meines Einkochers getestet. Die Randbedingungen waren folgende: Rommelsbacher Edelstahl-Einkocher Aufnahmeleistung 1850 W Isolierung 2 Lagen Isomatte, jeweils 8 mm stark Mit aufgelegtem Deckel Umwälzpumpe eingeschaltet, Würze-Jet eingesetzt, also heftige Wasserbewegung Wasserinhalt 10l Meßwerterfassung mit Dallas-Sensor in Hutmutter Abtastrate 1 Messung/Sekunde Temperaturauflösung 1/16° = 0,0625° Digitale Anzeige und Datenaufzeichnung auf 0,1° gerundet Start des Versuchs bei ca. 15°C Wassertemperatur Das Bild zeigt den Temperaturverlauf ab 20,0°C, Uhrzeit 00:00:00 h. 40,0°C werden nach 00:08:29 h erreicht. Mittlerer Gradient: 2,4°/min. Heizung abgeschaltet. Die maximale Überschwingtemperatur von 44,5°C wird um 00:20:12 h erreicht (Mitte des Plateaus) Die Abkühlung erfolgt äußerst langsam mit 0,043°C/min, deswegen habe ich die geplante Wiedereinschaltung bei 39,5°C verpasst. Habe die Temperatur also auf 39,0°C fallen lassen. Das passierte um 02:28:40 h. Heizung eingeschaltet. Bereits 76 Sekunden später erhöhte sich die Temperatur auf 39,1°C. Also kein messbares Unterschwingen. 40,0°C werden um 02:31:01 h erreicht, nur 2:21 min nach dem Einschalten. Gradient zwischen 39,5 und 40,0°: 1,2°/min. Heizung abgeschaltet. Temperatur steigt weiter auf 42,6°C, Plateau-Mitte liegt bei 02:36:00 h. Versuch beendet. Schlussfolgerungen: Das Überschwingen um 4,5°C habe ich befürchtet. Die aufgeheizte Masse unter dem Boden hat ein so großes thermisches Potential, daß diese Anhebung unvermeidlich ist. Nicht erwartet habe ich, daß der Anstieg auf diese Höhe nach dem Abschalten der Heizung 20:12 min in Anspruch nimmt – und der anschließende Abkühlprozeß auf 39,0° ca. 2 weitere Stunden dauert. Der Grund für dieses Verhalten liegt darin, daß der Einkocher bei früheren Messungen unisoliert war. Was ist zu tun? Wenn man das Überschwingen auf 0 reduzieren wollte, müsste der Regler mit einem Sollwert von 40,0° die Heizung 4,5° früher abschalten, also bei 35,5°. Man teile also 4,5° durch den Gradienten von 2,4°/min und erhalte den Faktor k = 1,875 als Ergebnis. Das ist aber für den Regelkreis nicht unbedingt vorteilhaft, weil es die Gefahr des knappen Nichterreichens von 40,0° mit sich bringt und dann ein Nachheizen erfordert. Also sollte die Gegenkopplung des Reglers für diese Anlage um einen konstanten Betrag von mindestens 0,1° reduziert werden. Die Abschaltung erfolgt dann bei 35,6°, der anschließende Maximalwert errechnet sich zu 40,1°. Die folgende Wiedereinschaltung zeigt keinen Unterschwinger und einen nennenswert kleineren Überschwinger. Dazu später mehr. An Eines will ich trotzdem noch erinnern: Auch wenn die Sollwerte höher liegen und/oder der Topf voller ist, und /oder die Heizleistung größer ist - gilt k als Konstante immer noch. Der dynamisch errechnete Gradient der Temperatur wird eben anders sein und die Gegenkopplung in der richtigen Art und Weise anpassen. mfg Gerd [Editiert am 14.2.2010 um 19:44 von cebulon] Antwort 57 flying Moderator Beiträge: 9088 Registriert: 14.8.2008 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 14.2.2010 um 21:57   Hi Leute, eine Regelung über eine Hystere genauer zu machen ist sehr gut. Ich hätte noch einen anderen Vorschlag. Eine Folgeregelung b.z.w Kaskadenregelung mit einem steuerbaren Potentiometer für die Heizung. Also die Heizung nicht nur an und aus. Ein Beispiel: Die Temperaturmessung steuert das Poti über eine Kaskadenregelung. Nähert sich die Temperatur dem Sollwert regelt das Poti die Heizung runter und umgekehrt. Das müsste ein Überschwingen verhindern. Geht bei Gas natürlich nicht. m.f.g René unwissend in Regeltechnik, hab aber als Chemikant ständig damit zu tun! [Editiert am 14.2.2010 um 22:12 von flying] ____________________ "Fermentation und Zivilisation sind untrennbar verbunden" (John Ciardi) Antwort 58 gschwar Posting Freak Beiträge: 880 Registriert: 8.7.2003 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 14.2.2010 um 22:29   Hallo René, so wie Du es beschriebem hast, funktionirt ein notmaler Industrieregler. der regelt die Heizleistung, automatisch runter, ne näher re aer solltemp. kommt. Geht mit Elektrischen Heizungen sehr gut, hir wird über das Puls- Pausen Vrthältniss, Die Heizleistbg eingestellt. Guruß Guido Antwort 59 flying Moderator Beiträge: 9088 Registriert: 14.8.2008 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 14.2.2010 um 22:36   Genau! Danke Guido. Auf jeden Fall funktioniert es. Was spricht dagegen? [Editiert am 14.2.2010 um 22:36 von flying] ____________________ "Fermentation und Zivilisation sind untrennbar verbunden" (John Ciardi) Antwort 60 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 15.2.2010 um 10:05   Hallo, Guido und René, mit schöner Regelmäßigkeit kommen Vorschläge wie die Euren, wenn es um die Verbesserung der Regelqualität geht. Mit einer stufenlosen Veränderung der Heizleistung in Verbindung mit einem stetigen Regler könnte man in der Tat beliebig kleine Schwankungen realisieren. Ich mache das auch mit meiner Anlage, wo ich über eine PDM (PulsDauerModulation) die Heizleistung beliebig verändern kann, obwohl ich nach wie vor mit einem 2-Punkt-Regler arbeite. Das setzt aber zumindest Halbleiter-Relais für die Heizung voraus und geht nur sehr bedingt mit einem PC. Der ganz überwiegende Teil der Anwender hier im Forum mit höherwertiger Automatisierung hat aber „schnöde“ mechanische Relais im Einsatz. Damit kann man weder stetige Regler noch das PDM-Verfahren einsetzen! Ich habe mich deshalb bemüht, trotz der Beschränkungen bei dieser „Klappertechnik“ Wege für eine möglichst hohe Regelqualität aufzuzeigen. Und da ist die Gradientenberechnung und der Einsatz der Gegenkopplung im 2-Punkt-Regler der praktisch einzige Ansatzpunkt. mfg Gerd Antwort 61 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 15.2.2010 um 14:38   Hallo, hiermit möchte in den 2. Einschwingvorgang auf der rechten Seite des Diagrammes kommentieren. Die Temperatur stand am Ende der Abkühlphase auf 39,0°. Dann wurde die Heizung eingeschaltet. Bereits nach 2:21 min war sie auf 40,0° angestiegen und die Heizung wieder ausgeschaltet. In diesem Moment betrug der Gradient 1,2°/min. Danach erfolgte ein Temperaturanstieg auf 42,6°. Diese Situation scheint hoffnungslos zu sein. Eine Einschaltzeit von nur 151 Sekunden hat die Temperatur um 3,6° angehoben. Also hätten nur ca. 42 s Heizzeit gereicht, um genau zum Ziel zu kommen. Da man derartige Feinheiten nicht im Kurvendiagramm erkennen kann, habe ich die numerische Messwerttabelle kontrolliert. 42 s nach Heizbeginn steht der Istwert immer noch auf 39,0°. Wenige Sekunden später geht er allerdings nach oben. Der normale 2-Punkt-Regler bekommt davon nichts mit um schaltet stur bei 40,0° ab. Die Folgen sieht man im Diagramm. Die Gradientenberechnung zeigt allerdings bereits bei einer Temperatur zwischen 39,1° und 39,2° einen Wert von 0,53. Genau dieser ist nämlich notwendig, um in Verbindung mit dem Faktor k = 1,875 eine Gegenkopplung von 1,0 zu errechnen und die Abschaltschwelle von 40,0° auf 39,0° abzusenken. Damit ist die Heizung sofort wieder aus. Das sieht alles sehr „spitz“ aus, aber es funktioniert erfolgreich. Das Beispiel zeigt jedoch auch, daß der „richtige“ Weg für eine präzise Temperaturreglung letztendlich darauf hinausläuft, die Heizleistung beim Halten der Rasttemperatur zurückzunehmen. mfg Gerd [Editiert am 2.3.2010 um 11:13 von cebulon] Antwort 62 flying Moderator Beiträge: 9088 Registriert: 14.8.2008 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 15.2.2010 um 20:07   Zitat: Gerd "Mit einer stufenlosen Veränderung der Heizleistung in Verbindung mit einem stetigen Regler könnte man in der Tat beliebig kleine Schwankungen realisieren. " Hi Gerd, Wie könnte man eine Heizplatte über einen PC regeln? Ginge eventuell ein DMX-Dimmer. Das sind Geräte aus der Lichttechnik. Sie werden über USB, RS232 oder Ethernet softwaregesteuert und regeln die Leistung von Lichtanlagen.(z.T mit gigantischen Kilowatt-Zahlen) Sorry wenns Blödsinn ist! René ____________________ "Fermentation und Zivilisation sind untrennbar verbunden" (John Ciardi) Antwort 63 flying Moderator Beiträge: 9088 Registriert: 14.8.2008 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 15.2.2010 um 20:49   Also ich hab mich noch ein bisschen über die DMX(digital Multiplexing)-Dimmer schlaugemacht. Die Geräte sind z.B in der Lage,per Phasenanschnittsteuerung,viele Bühnenscheinwerfer von fast dunkel auf volle Leistung stufenlos zu regeln. Nun, Glühlampen sind IMHO ja auch bloß Heizungen. Zur Steuerung per Software braucht man ein Interface. Das gibt es für alle Schnittstellen. USB/DMX, seriell/DMX u.s.w. Ist meistens schon eingebaut in die Geräte. Wenn man irgendwie softwaremässig eine Verbindung zu einem Temperaturfühler herstellen könnte....und eine Regelung nach Vorbild eines Industrie-Reglers programmiert.... [Editiert am 15.2.2010 um 20:56 von flying] ____________________ "Fermentation und Zivilisation sind untrennbar verbunden" (John Ciardi) Antwort 64 Astra Junior Member Beiträge: 33 Registriert: 12.2.2009 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 15.2.2010 um 21:56   Aloha, ein DMX-Dimmer ist nur bedingt sinnvoll (vor allem Wirtschaftlich, sind bestimmt teuer), sollten aber grundsätzlich funktioniern. Einfacher und günstiger ist es ein SSR einzubauen die gibt es einbaufertig für z.B. 40€ bei Reichelt (damit könnte man ein normales Relais direkt ersetzen): http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=79476;PROVID=2402 Wer es lieber günstiger mag und sich die Bastelei zutraut der kann sowas einbauen: http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=15438;PROVID=2402 (Kühlkörper nicht vergessen! ) damit liegen die kosten c.a. 5€ Zwar kann bei diesen SSRs prinzipbedingt die Zykluszeit nicht so klein sein wie bei einem "richtigen" Dimmer, dennoch reicht es für eine el. Sudpfanne, wo 20ms, 1s oder auch 10s Zykluszeit keinen wirklichen unterschied machen. Gruß Nils [Editiert am 15.2.2010 um 22:00 von Astra] Antwort 65 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 15.2.2010 um 22:04   Nein, René, Blödsinn ist das nicht. Auch für Guidos Vorschläge braucht man „nur“ ein Interface. Ihr seid sehr interessiert an einer hochwertigen Lösung, aber meines Erachtens werdet Ihr das nicht so einfach hinkriegen, weil es im Detail sehr kompliziert wird. Ich habe deshalb schon vor 3 Jahren einen anderen Weg gewählt unter Verwendung eines hochauflösenden Sensors in Verbindung mit einer eigenen PDM-Technik für die Heizung. Das funktioniert aber nicht mit einem PC, sondern nur mit Hilfe eines schnellen Mikrocomputers und Halbleiter-Relais. Siehe meinen Thread über die Viertel-Quadratmeter-Brauerei: http://www.hobbybrauer.de/modules.php?name=eBoard&file=view thread&fid=12&tid=4639&page=1&orderdate=ASC Gleichzeitig ist das aber so Hardware-spezifisch, daß ich es unterlassen habe, dieses Konzept als problemlose Nachbaulösung anzupreisen. Genau jetzt entwickelt sich hier im Forum in einem anderen Thread allerdings eine Lösung, die meines Erachtens zukunftweisend ist: http://hobbybrauer.de/modules.php?name=eBoard&file=viewthre ad&tid=8234&page=1#pid82153 In der Kombination eines PCs mit einem lokalen Mikrocomputer, verbunden über Ethernet, steckt ein unbegrenztes Potential für eine perfekte Automatisierung einer Heimbrauerei – und nicht nur dafür. Vielleicht wartet Ihr noch etwas. Nils Argumenten kann ich nur zustimmen. mfg Gerd [Editiert am 15.2.2010 um 23:03 von cebulon] Antwort 66 flying Moderator Beiträge: 9088 Registriert: 14.8.2008 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 15.2.2010 um 23:32   @Nils, so teuer sind die Geräte nicht. Sonst hätte ich sie nicht vorgeschlagen. Gesehen habe ich Dimmer bis 13.000 Watt für 159 €. Gibt es bestimmt auch billiger. 3000 Watt reichen sicherlich für die meisten. Das Entscheidende ist meiner Meinung die PC-Steuerung, die mit den Geräten möglich ist. @Gerd, ich bin sehr interessiert. Die Brauanlage, die ich mir vorstelle, existiert nur in meinem Kopf. Sie ist natürlich vollautomatisch und wird fertiggestellt sein am Sanktnimmerleinstag (hab noch nicht den entsprechenden Raum dafür). An hochwertigen Lösungen bin ich natürlich auch sehr interessiert. Das was ich vorschlage bewegt sich preislich jedoch immerhin eine Zehnerpotenz unter den Industrie-Regel-Lösungen. Die Sache ist sehr kompliziert, das weiß ich. Vielleicht könnte es mir sogar gelingen, so einen DMX-Dimmer zur Regelung der Heizleistung einzusetzten. Sogar vom PC aus. Aber Wozu? Ohne Automatik? Dann kann ich mich ja gleich vor den Kessel setzen und am Rädchen drehen! Dazu brauch es Experten wie Dich. Ich kann nur Anregungen geben, Querverbindungen zu anderen Wissensbereichen ziehen, mit dehnen ich mich besser auskenne. He, der neue Link ist super, schau mal wer den eröffnet hat!! Ich warte auf jeden Fall auf das erste Freeware-PLS für Mikro-Brauereien. m.f.g René [Editiert am 16.2.2010 um 00:08 von flying] ____________________ "Fermentation und Zivilisation sind untrennbar verbunden" (John Ciardi) Antwort 67 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 16.2.2010 um 10:23   Hallo René, die Ansteuerung eines externen Dimmers macht wenig Sinn. Schon die Potentialtrennung wird ein Problem sein. Wer basteln kann, nimmt einen simplen Binärausgang am Mikrocontroller, einen Widerstand zur Strombegrenzung und das bereits genannte Halbleiter-Relais für wenige Euro. Damit ist die galvanische Trennung auch gewährleistet. Nils hat recht, wenn er darauf hinweist, daß man bei der Heizung auch im Sekundenbereich takten kann – das muß nicht mit 50 Hz geschehen wie im Dimmer! Eine allgemein verwendbare Brau-Software für Mikrocontroller gibt es m.E. noch nicht. Meine eigene kommt aus den bereits genannten Gründen kaum in Frage. Wie weit der Quellcode für die auf ähnlicher Hardware basierende „Metamorphose“ offen liegt, bzw. was man genau mit der Parametrierung erreichen kann, habe ich nicht geprüft. Ich denke, daß relativ schnell Bewegung in eine Lösung mit der „Prozeßstation“ kommen wird. Ob man nun auf die NET-I/O von Pollin aufsetzt oder eine etwas umfangreichere mit I2C-Bus für die Dallas-Sensoren kreiert, ist eigentlich nur eine Frage der Zeit. mfg Gerd Antwort 68 cebulon Senior Member Beiträge: 289 Registriert: 17.2.2007 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 17.2.2010 um 12:43   Hallo, ich möchte noch mal zum Thema „Zeitverhalten Einkocher“ zurückkommen. Wer die Beiträge aufmerksam gelesen hat, wird bemerkt haben, daß ich Thomas den Gewichtungsfaktor k für die Gegenkopplung mit dem Wert von 1,0 empfohlen habe. In der Antwort 57 habe ich jedoch den Wert k = 1,875 errechnet, weil ich selbst durch den unerwartet starken Einfluß der nachträglich ergänzten Dämmung des Kochers überrascht wurde. Das hat mich bewogen, den Versuch noch mal mit maximaler Füllung zu wiederholen, das sind 28 l Wasser, mit eingesetztem Malztopf, jedoch ohne Malz. Aus diesem Versuch hat sich ein mittlerer Wert von k = 1,76 ergeben. Weil es naheliegend war, habe ich diesen Wert in die Software meiner Anlage übernommen und den Versuch ein 3. Mal gemacht, aber jetzt im Regelbetrieb (2-Punkt-Regler mit Gegenkopplung). Das sind nun die Ergebnisse: Sollwert Einmaischen 40°. Gradient 0,87°/min. Überschwinger um 0,5°, wenn man das System testweise sich selbst überläßt. In der Praxis nicht relevant, da mit dem Erreichen des Sollwertes der Braumeisterruf losgeht und zum Einsetzen des gefüllten Malztopfes auffordert. Damit sinkt die Temperatur sowieso um mehrere Grad, um dann zur Eiweißrast anzusteigen. Sollwert Eiweißrast 50°. Gradient 0,82°/min. Überschwinger 0,1°. Unterschwinger 0,0°. Sollwert Maltoserast 65°. Gradient 0,81°/min. Überschwinger 0,1°. Unterschwinger 0,1°. Sollwert Verzuckerungsrast1 = 74°. Gradient 0,79°/min. Überschwinger 0,1°. Unterschwinger 0,1°. Sollwert Verzuckerungsrast2 = 78°. Gradient 0,70°/min. Überschwinger 0,1°. Unterschwinger 0,0°. Wenn man die Temperaturdaten sehr genau untersucht, kommt heraus, daß die Kennlinie nicht perfekt gerade ist. Falls man die Gegenkopplung mit etwas Mathematik „unten“ etwas stärker und „oben“ etwas schwächer wirken lassen würde, könnte man den Überschwinger beim Einmaischen auch noch wegbügeln. Damit wäre aber höchstens ein technischer Ehrgeiz befriedigt, für den Brauprozeß ist das ohnehin gut genug. mfg Gerd PS: Vielleicht noch zur Erklärung: Die Kurve zeigt keine Sollwerte, sondern Istwerte! [Editiert am 17.2.2010 um 20:56 von cebulon] Antwort 69 DunkelBrauer Posting Freak Beiträge: 1053 Registriert: 15.2.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 17.2.2010 um 19:39   Hallo Gerd, sieht perfekt aus. Habe immer still mitgelesen, weil ich ähnliche Versuche vor etwa einem Jahr gemacht habe, ohne es so hinzukriegen. Super Sache! Gruß, Axel ____________________ Hallo Leute, bin leider nur noch selten hier unterwegs und antworte daher kaum mehr wenn Ihr mir PMs schickt. Yahoo-Messenger: DunkelBrauer Braupage: http://www.SelberBierBrauen.De Brausoftware: http://www.BrauSoftware.De Antwort 70 Kom Junior Member Beiträge: 27 Registriert: 5.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 15.4.2013 um 07:57   Hi. Ich grabe hier nochmals diesen etwas älteren Thread aus. Gerd (cebulon) hat hier in dieser und auch in einer anderen Diskussion (Siehe erster Beitrag dieser Diskussion) einige Interessante Beiträge zum Thema 2 Punkte Regelung mit Gegenkopplung verfasst. Ich habe mir jetzt ALLE seine Beiträge zusammengefasst um eine komplette Übersicht zu erhalten. Trotzdem bleiben einige Fragen offen. Wenn Istwert >= (Sollwert – (Gradient * k)) dann ausschalten! Wenn Istwert <= (Sollwert – Hysterese – (Gradient * k)) dann einschalten! Der Gradient besteht aus Temp. Anstieg pro Minute und wird bei jeder Messung anhand der letzten gemessenen Temperatur berechnet und für die Regelung eingesetzt. Wie die Konstante K berechnet werden kann, hat Gerd ebenfalls sehr schön gezeigt. Noch ein paar Infos zu meinem Versuch: Ich benutze einen Arduino-Microcontroller der die Regelung übernimmt. Ich steuere damit bis zu 3 Ausgänge an denen ein SSR hängt. Einmal Nachguss, einmal Kühltruhe und einmal Maischekessel mit Rasten. Die Konstante k würde ich in einem speziellen Kalibrier-Modus für die Anlage in einem eigenen Programm messen oder wie du bereits vorgeschlagen hast, gleich beim Aufheizen von 20 bis 40 Grad im Hauptprogramm. Für jede Regelung muss die Konstante ja wieder entsprechend berechnet werden (also insgesamt 3 Konstanten in meinem Fall). Brauche ich beim Heizen die Hysterese in diesem Fall zwingend? Stimmt meine Aussage, dass die Berechnung des Gradienten bei jedem Auslesen der Temperatur neu anhand der letzten gemessenen Temperatur berechnet wird? Funktioniert dies auch wenn z.B. alle 3 Sekunden neu berechnet wird oder wird es dann ungenau? Den Gradienten über z.B. 20min zu berechnen ist etwas anderes wie über den Anstieg von 3 Sekunden... Du hast in einem Beitrag noch eine Stolperfalle für Programmierer erwähnt, ich habe dazu nichts gefunden, was hast du damit gemeint? Braucht es noch einen Glättung bei den Messungen oder weitere Faktoren in der Formel (Genauigkeit?) Wenn ja, hast du ein Beispiel? Funktioniert diese Formel auch um zu kühlen? Oder wäre hier die Gefahr, das die Kühltruhe zuviel Ein- und Ausgeschaltet wird? Reicht es, einfach für die Kühltruhe eine grössere Hysterese zu nehmen? Oder gar ohne diese Formel zu arbeiten? Antwort 71 Kom Junior Member Beiträge: 27 Registriert: 5.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 15.4.2013 um 11:55   Argh: Sehe gerade, der User cebulon war das letzte mal am 2.1.2011 um 09:35 aktiv Kann sonst jemand zu meinen Fragen ein paar Antworten beitragen? Antwort 72

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