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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik BHKW-Steuerung


Autor: joh! (Gast)
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Hallo liebe Leute!

Da die mechanische Umsetzung meines Projektes mit einem Bekannten 
langsam aber sicher dem Ende zugeht, muss sich nun auf die 
Erstellung/Umsetzung der Hardware-Kommunikation und Software 
konzentriert werden.

Kurzer Umriss unseres bisherigen Projektes:
-Eines Tages letzten Winters kam meinem Bekannten und mir die Idee auf, 
ein Blockheizkraftwerk selbst zu bauen. Er hatte einen alten 
Drehstrommotor (von einer Tischkreissäge); 
Wärmetauscher,Wasserpumpen(Heizkreislauf:), Dieselmotor, Rahmen, 
Lichtmaschine, Kleinteile (Dichtungen, Muffen und Übergangsstücke) und 
Schläuche haben wir dazukaufen müssen.

Für Interessenten, die unser Konzept betrachten wollen:
http://home.arcor.de/logic88/bhkw.html

Kurze Beschreibung zum Prinzip eines BHKWs:
 -> Ein Dieselmotor treibt mittels Keilriemen einen Generator an, der 
wiederum den dabei erzeugten Strom ins Netz einspeist (Kaum zu glauben: 
Der Stromzähler dreht sich dabei rückwärts!). Die dabei entstehende 
Wärme wird in den Heizkreislauf eingespeist. Das Ganze funktioniert mit 
Pflanzenöl (oder eben Diesel). Da PÖl aber billiger ist, wird auch PÖl 
verwendet.

Nun zum Teil der bisherigen "manuellen" Steuerung, die nun automatisiert 
werden soll: Alles ist im Moment auf einem Pult mit Schaltern 
realisiert.

 1.   Starten der Kühlwasserpumpen. Warmwasser von der Heizung wird 
durch den Motorblock gepumpt, verhindert einen Kaltstart des Motors, was 
den Spritverbrauch nicht unnötig erhöht und den Motor schont. Vorgang 
sollte etwa 1-2 minuten laufen.

 2.   Die Pumpen laufen weiter. Nun wird der Elektromotor gestartet 
(mittels Schütz), der zunächst den Dieselmotor antreibt. Durch die dabei 
entstehende Kompression ensteht wieder Wärme die den Motor weiterhin 
"aufheizt". Der Gashebel des Diesels steht jetzt noch auf "0"-Stellung. 
Das soll etwa 30 sec. passieren.

 3.   Dieselmotor wird nun hochgefahren. Es wird Gas gegeben (bisher 
eben manuell, später ein Schrittmotor), bis der Dieselmotor höher dreht 
als die Nenndrehzahl des Generators ist. (sprich höher 1500 + 50 Schlupf 
= etwa 1550 1/min). NUN wird Strom ins Netz gespeist.
-> Das Ganze soll mit einem Drehzahlsensor erfasst werden und in 
Abhängigkeit zur gemessenen Drehzahl am Schrittmotor gesteuert werden.

 4.   BHKW befindet sich nun im Betriebszustand;

 5.   BHKW soll heruntergefahren werden: Zunächst soll der Dieselmotor 
ausgeschaltet werden. Schrittmotor: Gasstellung auf "0" senken.
Anschließendes Stoppen des E-Motors (Schütz). Die Pumpen sollen noch 
weiterhin (etwa 10 min) laufen.

 6.   Pumpen werden nun gestoppt, BHKW ist komplett "ausgeschaltet".


Die obengenannten Schritte beziehen sich auf den "Auto-Ablauf". Unter 
Auto-Ablauf verstehe ich einen automatisierten Ablauf zur Ansteuerung 
von Aktoren (ggf.in Abhängigkeit von den Sensoren, wie beispielsweise 
bei Drehzahlerhöhung des Diesels)
Neben den Auto-Abläufen soll es noch "Messwerte" geben. Unter Messwerte 
verstehe ich Echtzeit-Werte, die mir angezeigt werden, während oder 
während kein Auto-Ablauf läuft. (z.B. Anzeigen der 
Kühlwassertemperatur).

Das Ganze soll mittels AVR Mikrocontroller und der UART-Übertragung an 
einem Windows-PC erfolgen. Der Controller wäre über die serielle 
Schnittstelle ständig am PC angeschlossen, der PC wäre ein Industrie-PC, 
der stationär am BHKW seinen Platz finden würde.

Hier tun sich schon mal die ersten Fragen auf.
 - Wieviel Controller werden für die zeitkritischen Sachen benötigt?
 - Welche Prozesse werden am PC und welche auf dem Controller 
abgearbeitet (z.B. Polling am PC oder am Controller)
 - Wie verschalte ich die Peripherie? Ein ATmega16 hätte zwar genügend 
I/Os um alle Sensoren einzeln an ihm zu verdrahten. aber ist diese Art 
der Verdrahtung dann "professionell"?
 - Wie übertrage ich die Daten vom Controller (UART) an den PC? --> 
PROTOKOLL!

Die voerst benötigten Sensoren/Aktoren:

 - Stellmotor zum Steuern des Gashebels
 - Stellmotor für Dekompressionshebel ("NOT-Aus" des Dieselmotors)
 - Schütz für Elektromotor
 - PWM-Ausgänge am µC zur Drehzahlsteuerung der beiden Wasserpumpen
 - Drehzahlerfassung des Dieselmotors
 - NTCs/PTCs für ADC am µC zur Temperaturerfassung (Kühlwassertemp. 
/Motortemp.)


Für nähere Infos bitte Fragen! Ich erzähle gerne über mein Projekt :-)

Vielen Dank für euere Hilfe.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Genau so eine Steuerung hab ich letztens für meinen Nachbar gebaut.

Autor: joh! (Gast)
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Etwa auch für ein BHKW?

Darf ich an deinem Wissen teilhaben? ;-)

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Etwa auch für ein BHKW?

Ja. Sogar die Ablaufbeschreibung kam mir sehr bekannt vor ;-)

Ein bekannter nannte das Teil mal:
Beitrag "Re: Eingangsschaltung mit variabler Spannungsbereich"

>Darf ich an deinem Wissen teilhaben? ;-)
Na sicher.

Autor: joh! (Gast)
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Na gut :)

Jedenfalls schon mal gut, wenn es hier einen Gleichgesinnten gibt ;-)

Wie hast du dann die Steuerung realisiert?
Mit welchem Controller?

Autor: Ganymed (Gast)
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An Deiner Stelle würde ich auf
den PC verzichten und die ganze Steuerung
mit einer SPS machen. Eine LOGO von Siemens
würde sicher auch schon reichen.
Dann hättest Du eine sicher und zuverlässige
Steuerung.

Hast Du mit deinem VNB über die Einspeisung
ins öffentliche Stromnetz gesprochen??
Bist Du wirklich so naive zu glauben,
der VNB erlaubt die Einspeisung mit einer
selbstgefrickelten Anlage?

Ich hab mal ein Paar Unterlagen eines
großen VNBs beigelegt. Würde ich erst mal
studieren bevor ich loslege.

Autor: Ganymed (Gast)
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Und hier die zweite Datei
zur Einspeisung

Autor: Gast (Gast)
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Hallo,

>-> Ein Dieselmotor treibt mittels Keilriemen einen Generator an, der
>wiederum den dabei erzeugten Strom ins Netz einspeist (Kaum zu glauben:
>Der Stromzähler dreht sich dabei rückwärts!).

ist das mit eurem Stromversorger abgesprochen???
Ich denke nicht das das so erlaubt ist!!!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Ein mega8.
Es gibt
- 6 Relaisausgänge,
- 8 dig. Eingänge, Optokoppler getrennt,
- 8 anal. Eingänge, 6x für Temp (kty81) und 2x für Füllstand
- achtstellige 7Segment Anzeige mit Menuführung
- 8 Tasten zur Bedienung des Menus.
    ( Menu+/-, Submenu+/-, Wert+/-, Wert übernehmen/abbrechen)

Menustruktur:

0) Zustand BHKW
1) Zustand dig. IN
2) Zustand dig. OUT  (können geforct werden)
3) Timer             (Eingabe von Verzögerungszeiten =>EEPROM)
4) Temperaturen/Füllstand
5) Helligkeit der Anzeige


ist aber unvollständig. muss abends mal zuhause im Programm gucken.


EDIT:
>ist das mit eurem Stromversorger abgesprochen???
>Ich denke nicht das das so erlaubt ist!!!

Ist bei meinem Nachbarn aber genauso. Ich fragte ebenfalls nach dem EVU. 
Er sagte, dass es dafür ein Gerät gibt. Hat nen komischen Namen und soll 
genau dafür sein...
Es scheint somit so gedacht zu sein...

Autor: joh! (Gast)
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@Gast/ @Ganymed:

Naja, wer lang frägt geht lang irr ;-) Aber danke für das Anhängen der 
Dateien. Und schließlich könnte ja auch der Wind mein Kreissägenblatt 
derart anblasen, dass die Säge plötzlich Strom zurückspeist ;-)
Soviel ich weiß muss das EVU nur dann bescheid wissen, wenn ich den 
dafür zurückgespeisten Strom verkaufen will (pro kWh Geld bekomme). 
Außerdem betreiben wir einen Asynchron-Generator was heißt, dass kein 
zusätzliches Gerät notwendig ist, da sich der Generator an das Netz 
selbständig synchronisiert.


@Matthias Lipinsky :

Hast du dann deine Sensoren/Aktoren einfach an die PINS des ATmega8 
angeschlossen? (Also natürlich mit Transistoren etc) oder machst du das 
über irgendein Bussystem, wie etwa I²C o.ä.?

Gruß

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Die dig. Eingänge sind ünber Optopokoppler getrennt,
und die Temp-fühler sind mit ner Konstantstromquelle ausgestattet und 
gehen über "Angst"widerstände direkt an den ADC.

Verbesserungsideen hab ich da an der ganzen Sache schon...

Autor: Martin (Gast)
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@joh!:bitte poste ein Bild von der Anlage.

Autor: Gast (Gast)
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<Naja, wer lang frägt geht lang irr ;-)

Stimmt

<Soviel ich weiß muss das EVU nur dann bescheid wissen, wenn ich den
<dafür zurückgespeisten Strom verkaufen will (pro kWh Geld bekomme).

Stimmt nicht

<Außerdem betreiben wir einen Asynchron-Generator was heißt, dass kein
<zusätzliches Gerät notwendig ist, da sich der Generator an das Netz
<selbständig synchronisiert.

Und was ist wenn z.B mal einer den Verteilerkasten um die Ecke mit 
seinem Auto umfährt (ist letztens bei uns passiert :) (oder bei euch die 
Hauptsicherung durchbrennt) und das Netz weg ist?

Autor: joh! (Gast)
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@Martin: Werde ich bald machen, habe im Moment noch kein Bild von dem 
Gerät :-)

@Matthias Lipinsky: Wie fragst du die ganzen Messwerte zyklisch ab? 
Läuft auf deinem Atmega8 ein kleines OS, damit die Prozesse parallel 
laufen?

Ich weiß nämlich noch nicht wie ich am besten anfangen soll mit der 
Programmierung.

Autor: joh! (Gast)
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Für welche Sensoren nutzt du die wertvollen Interrupt-Eingänge?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Wie fragst du die ganzen Messwerte zyklisch ab?
>Läuft auf deinem Atmega8 ein kleines OS, damit die Prozesse parallel
>laufen?

Eigentlich gibt es zwei Schrittketten: Eine für die Visu/Bedienung und 
eine für die Technologie.

Genaues weiß ich jetzt nmicht. Muss ich abends mal reingucken ins 
Programm. Ist ja schon etwas her..

>Für welche Sensoren nutzt du die wertvollen Interrupt-Eingänge?
Nur für die Drehzahlmessung (glaub das hatte ich über ICP gelöst)

Autor: joh! (Gast)
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was meinst du mit ICP?

Und den Rest fragst du per Polling ab?

Autor: Bastler (Gast)
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>Und was ist wenn z.B mal einer den Verteilerkasten um die Ecke mit
>seinem Auto umfährt

Dann liefert das Netz keinen Blindstrom mehr und der Asynchronmotor 
verliert die Erregung. Es sein denn er hat viele kapazitive Verbraucher 
in seinem Haus.

Ich würde gerne ein Bild sehen!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>was meinst du mit ICP?
input capture, somit wird die Drehzahl, resp die Periodendauer mit 1µs 
Genauigkeit ermittelt, auch wenns nicht sein muss ;-)


>Und den Rest fragst du per Polling ab?
Ja. in der Schrittkette. Ist nicht langsamer als wenn ich das per 
Timerint. abfrage. Und zeitkritisch (µs-Bereich) ist hier eh nichts.

Autor: joh! (Gast)
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Was hast du als Drehzahl-Sensor genommen? Ermittelst du optisch oder 
induktiv?

Ok klingt gut :-)

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ermittelst du optisch oder induktiv?

An dem seinem Motor ist ein Zahnrad mit etwa 60cm Durchmesser und 
~500Zähnen dran. Dort guckt eine Lichtschranke Marke Eigenbau durch ;-)

Autor: Joh! (Gast)
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Ok das ist ne guute Idee :)

Könnte es auch so realisieren, denn bei Reichelt gibts solche U-förmigen 
Lichtschranken, sind so groß wie eine Briefmarke. Da könnte man dann auf 
dem Schwungrad einen Plastikstreifen befestigen, der dann durch dieses 
"U" durchrennt :)

Autor: Ganymed-II (Gast)
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@Ganymed: Woher kommst Du? Aus BC und arbeitest in S bei einem 
Energieversorger?

Autor: Gast (Gast)
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Zum "sicheren Abschalten" des BHKW wird auf jeden Fall noch Technik 
benoetigt, die es ich glaube unter dem Namen ENS fertig zu kaufen gibt. 
Wobei sicher hier natuerlich heisst - zertifiziert usw...
Schliesslich muss das BHKW auch dann abschalten, wenn es eine 
Netzabschaltung gibt und darf in slochen Faellen nicht den Elektriker in 
der Grube grillen, der glaubt es sei alles aus. Das Detektieren ist 
nicht ganz einfach, weil ja das BHKW noch Leistung liefert, die bei 
passenden Rahmenbedingungen durchaus dazu fuehren kann, dass das BHKW 
weiterlaeuft, obwohl das Netz eigentlich abgeschaltet ist. (Abnehmer 
etwa in der Groessenordnung der Leistung des BHKW)

Gast

Autor: Bastler (Gast)
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Das mit dem Abschalten sehe ich nicht so kritisch. Der Asynchronmotor 
nimmt auch als Generator induktive Blindleistung auf, die zur Erregung 
gebraucht wird. Im Inselbetrieb müssen dazu 3 Kondensatoren entweder im 
Stern oder im Dreieck geschaltet und anfangs aufgeladen werden, damit 
der Generaor überhaupt anlaufen kann. Wird das Netz abgeschaltet sind 
nur noch Verbraucher vorhanden, die in der Regel ohmsch/induktiv sind. 
Damit fehlt den Generator seine Erregung und die Spannung bricht 
zusammen.
Das Einschalten sehe ich als das größere Problem. Ich denke es wäre am 
besten den Generator als Motor anlaufen zu lassen und mit dem Diesel 
dann auf eine Drehzahl höher als die Synchrondrehzahl zu beschleunigen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ich denke es wäre am
>besten den Generator als Motor anlaufen zu lassen und mit dem Diesel
>dann auf eine Drehzahl höher als die Synchrondrehzahl zu beschleunigen.

So wird das auch gemacht.

Autor: Joh! (Gast)
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Das Anlaufen des BHKWs ist überhaupt kein Problem. Tatsache ist ja, und 
das weiß man, dass ab etwa 1550 1/min (bei einem Motor mit 4 Polpaaren) 
zurückgespeist wird. Dann braucht man ja letztlich nichts mehr tun, als 
den Schrittmotor in Abhängigkeit von der gemessenen Drehzahl steuern.

Autor: F.H. (Gast)
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Moin,sehr interessantes Projekt,es gibt auch diverse Foren,die sich mit 
dieser Problematik beschäftigen.
Ich würde die Steuerungsaufgaben teilen.
Bereich 1: Steuerung der "lebenswichtigen" Aufgaben des BHKW durch 
erprobte Technik,wie schon angesprochen,eine Kleinsteuerung.
2.Messen der Betriebswerte durch einen PC/MC.

Lohnt sich der Betrieb eine BHKW'S überhaupt,wenn eine Netzeinspeisung 
nicht stattfindet? Selbst mit Planzenöl könnte es dann teurer werden.

Ich verstehe die derzeitige Politik der Stromerzeuger,und auch der BRD 
nicht!
Es steht derzeit zur Diskussion,die Kernkraftzeit zu verlängern.
Dagegen steht ein überhöhter Strompreis,auch für den Nachtstrom.
Ein Kernkraftwerk kann über Nacht nicht ohne weiteres "gedimmt" werden.

Bis zum engültigem AUS der Atomkraftwerke könnte der Nachtstrom also 
günstig abgegeben werden, in Belgien werden damit Autobahnen 
beleuchtet,hier zahlt mein derzeitiger Arbeitgeber so ziemlich die 
Hälfte für eine Kwh,als der Privathaushalt.
Wohin kann man auswandern ? Mfg F.H.

Autor: joh! (Gast)
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Naja es geht mir in erster Linie um die Macht des Projekts, um etwas zu 
erschaffen, was eine Verbindung zwischen Software und reiner Mechanik 
ist :)
MIch fasziniert diese Schnittstelle selbst zu erschaffen :)

Du hast recht, das PÖl wird leider auch immer teuerer. Aber da muss man 
dann wohl wie die PÖl-Autofahrer in die METRO und dort das Öl in Fässern 
kaufen.
Oder eben Frittenfett nehmen, hat aber den Nachteil, dass es vor dem 
"verbrennen" im Motor angewärmt werden muss.


Gruß

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Oder eben Frittenfett nehmen, hat aber den Nachteil, dass es vor dem
>"verbrennen" im Motor angewärmt werden muss.

Nö. es muss nur "frisch" aus der Pommes-Bude sein ;-)

Autor: michel Wollter (Gast)
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Oder so... ;-)

Autor: joh! (Gast)
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@michel:  Hey Michel...du auch da?? Am Wochenende gehts los mit der 
Programmierung, und deine UART-Frage hätte ich dir auch beantworten 
können :-)

An alle interessierten: Michel ist der Kumpel mit dem ich das BHKW baue.

Autor: joh! (Gast)
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@ Matthias:

Hast du die ganze Steuerung erstmal als Prototyp aufgebaut? Also so eine 
Art Evaluationsboard?

Wie hast du die Taster für die Menüführung an deinen Controller 
angeschlossen??


Danke!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Hast du die ganze Steuerung erstmal als Prototyp aufgebaut? Also so eine
>Art Evaluationsboard?

Nö. Hardcore. Der Prototyp wird gleich verbaut. Ist bei meinen 
Hobbyprjekten immer so. Zumindest solange ich kein Pfusch auf der 
Platine habe ;-)

>Wie hast du die Taster für die Menüführung an deinen Controller
>angeschlossen??
see attached file...

Autor: avion23 (Gast)
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@ Matthias Lipinsky
der Schaltplan und die Platine sehen super aus! So würde ich auch gerne 
layouten können :)

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>der Schaltplan und die Platine sehen super aus! So würde ich auch gerne
>layouten können :)

Jahrhunderte lange Erfahrung ;-)
Auch wenn dus nicht glaubst, an so nem einfachen Layout sitzt man gern 
mal ein zwei Wochenenden...

Autor: F. Tschurtschenthaler (acerpower)
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Also sooo nicht!!!

Ich betreibe seid 15 Jahren ein BHKW mit 2 x 450 Kw und kann euch nur 
sagen, dass viele Dinge zu beachten und zu überdenken sind. So einfach 
ist das nicht.

- Keilriemenantrieb? Dieser wird nach kurzer Zeit in Rauch aufgehen. Der 
Generator sollte direkt über eine elastische Kupplung mit dem Motor 
verbunden sein. Der Motor muß mit ständig 1500 U/min schön laufen!

- Netzparallelbetrieb ohne Synchronisierung? Die Schütz- oder 
Schalterkontakte werden vor lauter "Kurzschlüssen" bald nicht mehr zu 
erkennen sein. So ein EVU-konformes Gerät kostet ab 1000 Euro!

- Die abgegebene Leistung muß über die Erregerspannung geregelt werden. 
Eine Kompensation braucht es nicht. Der Generator liefert auch 
Blindstrom! Dazu ist ein Spannungs- und CosFi-Regler im Generator 
erforderlicht. Wieder einige 1000 Euro!

- Netzausfall? Ab einer Netzausfallzeit von 200 ms (Millisekunden!!!) 
muß das BHKW vom Netz getrennt werden!!! Oder wollt Ihr das ganze Dorf 
mit Strom versorgen? Die EVU schreibt dort einen Netzausfalldetektor 
vor! Wieder 1000 Euro!

Und Und Und!!!

Für einen Generator mit z.B. 450 kW benötigt man für den sicheren 
Betrieb 2 grosse Rittal-Schaltschränke für Elektronik und Elektrik Da 
wird auch heute mit einem Mikrokontroller nichts weniger!

Hermann

Autor: Gast (Gast)
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>- Keilriemenantrieb? Dieser wird nach kurzer Zeit in Rauch aufgehen. Der
>Generator sollte direkt über eine elastische Kupplung mit dem Motor
>verbunden sein. Der Motor muß mit ständig 1500 U/min schön laufen!
Bei 450kW ok, aber bei ca.3-4kW ist das kein Problem

>- Netzparallelbetrieb ohne Synchronisierung? Die Schütz- oder
>Schalterkontakte werden vor lauter "Kurzschlüssen" bald nicht mehr zu
>erkennen sein. So ein EVU-konformes Gerät kostet ab 1000 Euro!
Einfach Käse

>- Die abgegebene Leistung muß über die Erregerspannung geregelt werden.
>Eine Kompensation braucht es nicht. Der Generator liefert auch
>Blindstrom! Dazu ist ein Spannungs- und CosFi-Regler im Generator
>erforderlicht. Wieder einige 1000 Euro!
Auch Käse, es wird ein Asynchrongenerator verwendet.

>- Netzausfall? Ab einer Netzausfallzeit von 200 ms (Millisekunden!!!)
>muß das BHKW vom Netz getrennt werden!!! Oder wollt Ihr das ganze Dorf
>mit Strom versorgen? Die EVU schreibt dort einen Netzausfalldetektor
>vor! Wieder 1000 Euro!
Richtig! Gibts aber schon für 200-300 EU

Autor: Bastler (Gast)
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>>Die abgegebene Leistung muß über die Erregerspannung geregelt werden.
Erregerspannung bei einem als Generator verwendeten Asynchronmotor?

>>Der Motor muß mit ständig 1500 U/min schön laufen!
Was exakt der Netzfrequenz bei einem Motor mit 2 Polpaaren entspricht.
Da wird dann garnichts eingespeist. Um einzuspeisen braucht man einen 
negativen Schlupf.

>>Netzparallelbetrieb ohne Synchronisierung? Die Schütz- oder
>>Schalterkontakte werden vor lauter "Kurzschlüssen"...

Hier wird eine Asynchronmaschine verwendet, die als Motor startet. Es 
ist kein Synchrongenerator, bei dem es wichtig ist, dass beim 
Aufschalten die Polradspannung exakt der Netzspannung ohne eine 
Phasenverschiebung entspricht.

Die Sache mit dem Netzausfall würde ich auch vorher nochmal abklären; 
wobei sich das Problem wahrscheinlich von selbst löst, weil ein 
Stromnetz induktiv ist und somit die Blindleistung zur Erregung nicht 
liefern kann. Deshalb braucht ein Asynchrongenerator im Inselbetrieb 
immer eine gewisse kapazitive Last, sonst läuft er garnicht an.

Autor: joh! (Gast)
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@ Matthias:

Wie ich sehe, hast du die Schalter zur Menuführung an einen 74HC1650 
angeschlossen.

Was genau ist dieser IC? Finde kein Datenblatt darüber. Wie fragst du 
die Taster denn ab? Polling? Interrupt?


Danke

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>74HC1650

Du musst richtig lesen. Das ist ein 74HC165D


>Wie fragst du die Taster denn ab? Polling? Interrupt?

Interrupt macht man nict keine Tasterauswertung. Die werden über SPI 
eingelesen und klassisch entprellt.

Autor: joh! (Gast)
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Ok. Und die anderen Eingänge (dig. Sensoren) sind über einen Optokoppler 
an direkt an die Eingänge des Controllers angeschlossen und die fragst 
du über Polling ab!?

Ok, dann werd ich mich mal mit dem IC 74HC165D vertraut machen müssen :)

Autor: joh! (Gast)
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oha...jetzt ist ja Totenstille hier :D

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Was sollte ich denn schreiben?

Autor: Bastler (Gast)
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Gut, wenn euch langweilig ist:
Bist du sicher, dass die Asynchronmaschine es beim Anlaufen schafft 
einen Dieselmotor mitzunehmen? Bei einem Schleifringläufer könntest du 
beim Starten einen Widerstand in den Läuferkreis schalten, um das 
Anzugsmoment zu erhöhen. Ich gehe davon aus, dass du einen normalen 
Käfigläufermotor verwendest, die kein so hohes Anzugsmoment haben.
Beide Motoren getrennt starten und dann zusammenkuppeln wäre eine 
Lösung.

Autor: Norbert (Gast)
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Gibt es ein Bild von Deiner Anlage - Joh!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Bist du sicher, dass die Asynchronmaschine es beim Anlaufen schafft

Ja. Da diese BHKWs ohne Kompression anlaufen. Diese wird erst später 
zugeschaltet.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Matthias Lipinsky wrote:
> Ja. Da diese BHKWs ohne Kompression anlaufen. Diese wird erst später
> zugeschaltet.

Bleiben die Ventile dann offen?
Wie ist das denn realisiert?

Autor: Gast (Gast)
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>Das mit dem Abschalten sehe ich nicht so kritisch.

DAS ist aber exakt der Punkt, den das EVU extrem kritisch sieht.
Sicher auch zu Recht.

Wenn durch dummes Zusammentreffen mehrerer Zufaelle jemand zu Schaden 
gekommen ist, dann wird diesen Punkt auch der Richter extrem kritisch 
sehen. Dann wanderst Du fuer einige Zeit in den Knast, wo Du - wie man 
hier sieht - als Jemand, der auch nach Hinweisen jegliche 
Sicherheitsueberlegungen ignoriert - auch hingehoerst. Sorry fuer die 
harten Worte.

Gast

Autor: Ganymed (Gast)
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Gast wrote

>....dann wird diesen Punkt auch der Richter extrem kritisch
>    sehen......

Gast bleib locker!

Die Jungs (joh! und lippy) wollen doch
nur spielen. Für ernsthafte technische
Lösungen sind die nicht zu gebrauchen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Für ernsthafte technische Lösungen sind die nicht zu gebrauchen.

So ein Mist. Ich wurde durchschaut..

Autor: joh! (Gast)
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OH man und ich auch :-D

Naja anscheinend sind hier einige im Forum die sich zuviel Gedanken 
machen und gleichzeitig keine Ahnung haben.
Man sollte vielleicht noch berücksichtigen, was passiert, wenn im SELBEN 
Moment, in dem der E-Motor startet, eine Atom-Bombe einschlägt und die 
Mäuse im Keller..... ;-)
Ach und noch was zum Thema Richter: Ich stell mir auch jedes mal an 
Neujahr vor, was denn passieren könnte, wenn ich meinen Chinaböller 
unter den Rock einer alten Oma werfe...Ob mir das der Richter glaubt?

Der E-Motor schafft ohne Weiteres (und sogar OHNE Dekompression), den 
Diesel anzuwerfen.
Wiegesagt, mechanisch ist bisher alles einwandfrei erprobt und 
realisiert, es geht hier einzig und allein um die Computergestützte 
Steuerung des Ganzen. Deshalb auch mein Beitrag. ;-)


Liebe Grüße

Autor: joh! (Gast)
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@Matthias:   Nochmal zurück zu den Optokopplern. die Sensoren mit den 
Optokopplern gehen direkt an die digitalen I/O-Pins des AVRs und werden 
per Polling abgefragt?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Richter extrem kritisch
Ich habe nichts an das Netz angeschlossen. Also hafte ich auch für 
nichts.

>werden per Polling abgefragt?
Wie sonst? In der Schrittkette werden die Eingänge direkt abgefragt.

Autor: Siggi (Gast)
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Gibt es ein Bild der Anlage, das Du posten kannst?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Zur Zeit nicht. Da ich nicht zuhause bin. Evtl in zwei Wochen wenn ich 
dran denke.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Kann jemand meine Frage beantworten, wie ein Dieselmotor ohne 
Kompression betrieben werden kann.
joh! nannte das Dekompression

Autor: joh! (Gast)
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Ein Dieselmotor kann nicht ohne Kompression betrieben werden!! wie denn 
auch?
Phyiskalisch gesehen schon unmöglich: Keine Kompression -> Keine 
entstehende Wärme -> keine Explosion des Luft-Öl-Gemischs im Brennraum.

Die Dekompression dient lediglich zum Starten: Dabei wird ein Ventil am 
Zylinder geöffnet, damit die Luft aus dem Zylinderinneren, entweichen 
kann und keine Kompression möglich ist.

Ach übrigens, Dekompression gibts auch bei diesen Alt-Oma-Mofas, damit 
man beim Antreten des Mofas nicht zuviel Energie aufwenden muss.

Wenn man das BHKW nun "mit Dekompression" starten will dann geht man wie 
folgt vor:

 - Dekompressionshebel ziehen (also das Ventil am Zylinder öffnen)
 - E-Motor einschalten (nun dreht der E-Motor den Diesel an)
 - Kompression freigeben und dann ....RATATATATATATAAAAA ;-) Läuft der 
Dieselmotor.

Gruß

Autor: joh! (Gast)
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@Matthias: Kannst du mir deine Menutasterabfrage über SPI mal genauer 
erklären? Habe mit SPI noch nichts am Hut gehabt. Die Entprellung der 
Taster machst du über das 74HC15D?
Ich habe vor die Entprellung ebenfalls NICHT softwaremäßig zu machen.

Danke

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>ebenfalls NICHT softwaremäßig
Nein. Ich habe diese softwareseitig gemacht. Wobei das SPI schon eine 
gewisse Verzögerung bringt (spi frequenz relativ klein).

>über SPI mal genauer
Das ist ziemlich einfach. Ich habe vier Bausteine per SPI kaskadiert: 3x 
8bit Ausgang und einmal 8Bit Eingang. Somit ist ein SPI-Zyklus vier 
Bytes lang. Danach muss das SS angefasst werden. Ich gebe sozusagen drei 
Informationen aus: Relaisausgänge, 7Seg-Zeile, 7Seg-Spalte, dummy-Byte. 
Innerhalb eines dieser Teilzyklen muss ich den Taster einlesen.

Genau kann ichs erst erklären, wenn ich abends mal ins Programm gucke..

(TIming irgendwo im Schaltplan unten gemalt).

Autor: joh! (Gast)
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Ok.

Also ich hätte das Tastenabfragen so vor: Die Taster schließe ich an ein 
RS-FlipFlop an (an den S-Eingang). Der R-Eingang ist mit einem Pin am 
AVR verdrahtet.

Jetzt kommt ein Tastendruck...Das RS entprellt dabei UND hält diesen 
Zustand des Tasters fest, da der AVR ja in dem Moment des Eintreffens 
des Tasterdrucks in irgendeiner Routine sein könnte und den Tastendruck 
nicht mitkriegt. Sobald der Programmablauf nun bei der eigenltichen 
Tasterabfrage angelangt ist, merkt der AVR, dass da ein HIGH am Pin 
anliegt. Jetzt gibt er ein HIGH auf den R-Einang des FlipFlops und die 
Taste ist wieder "freigegeben". Auswertung des Tasters erfolgt.


Wäre das so möglich?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Wäre das so möglich?
Sicher ist das möglich, aber Unsinn.

Überlege mal, wie lang ist ein Tastendruck MINIMAL? Wenn du ne Stoppuhr 
nimmst, kannst du es mal probieren.
Ich denke, so unter 100..200ms wirst du nicht kommen. Und innerhalb 
dieser Zeit kann ein Atmel locker mehrfach nach dem Taster schauen.

Richtig gemacht wird es so:

Dein System benötigt sowieso Timer. (delays sind verpöhnt, weil der µC 
dann wirklich nichts anderes machen kann). Dieser Timer generiert alle 
10ms einen "Impuls" Somit wird alle 10ms ein spezielles Stück im 
Programm abgearbeitet. Dieser sogenannte Timerinterrupt managt interne 
Zeitprozesse (ich habe immer einen durchlaufenden Millisekunden-Tick) 
und fragt die Taster ab. Wird einer als nicht gedrückt erkannt, so wird 
ein Zähler auf Null gesetzt. Ist der Taster betätigt, so wird diese 
Variable um eins erhöht. Das geschieht für jeden Tasster.
Überschreitet jetzt diese Variable einen Wert x, zB 20, so wurde die 
Taste für mind 200ms ununterbrochen gedrückt. Das wird der restlichen 
Software mitgeteilt, die dann was macht.

So macht man das. Das spart gleichzeitig diesen sinnlosen Aufwand mit 
den FF.
Weiterhin benötigt jeder Taster so nur ein Eingang. Wärend du ein Ein- 
UND einen Ausgang brauchst.
Werden es mehr Tasten, können diese auch als Matrix verschaltet werden. 
Ich habe mal 32Tasten mit 8Eingängen und 4Ausgängen abgefragt. Ohne 
zusätzliche Hardware. (von nem Pull-up mal abgesehen)

Autor: joh! (Gast)
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Hm

Ja aber was macht denn der Impuls genau? Kann mir das grad nich 
vorstellen wie du das meinst.
Ich könnts mir jetzt so vorstellen: Ich lass einen Interrupt auslösen 
wenn beispielsweise ein Timer-Overflow stattfindet. In dem moment frägt 
er einen taster ab.....
Wie kann denn dieser Interrupt zeitprozesse managen?

einen Interrupt auslösen lassen, wenn beispielsweise das TimerRegister 
überläuft. Aber was genau geschieht dann in der Interrupt-Routine? 
Verstehe ich das so, dass darin dann die Tasten abgefragt werden?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Verstehe ich das so, dass darin dann die Tasten abgefragt werden?
Ja. genau.

>Ich lass einen Interrupt auslösen wenn beispielsweise ein Timer-Overflow 
>stattfindet
Ja. nur im konkreten Beispiel verwende ich den SPI-Interrupt. Sonst 
identisch.

>zeitprozesse managen?
Ganz einfach. Ein Int, der exakt alle 1ms kommt, zählt eine 32bit 
Variable hoch. Etwa so:
volatile uint32_t u32TimeMsTick;
ISR (Timer_x_overflow)
{ // alle exakt 1ms
  u32TimeMsTick++;
}

In der Ablaufsteuerung (Schrittkette) kann ich dann jedem Schritt beim Hineinlaufen einen "Zeitstempel" verpassen, den ich zu Timingzwecken verwende. Etwa so:
[c]
switch (schrittvariable)
...
//-- schritt ----------------------------------------------------
32:
  //-- entry ----------------------
  if ( u8schrittvariableLast != u8schrittvariable )
  {
    u8schrittvariableLast = u8schrittvariable;
    u32schritteintritt    = u32TimeMsTick;
  }
  //-- action ---------------------

  //-- transition -----------------
  if (  (u32TimeMsTick-u32schritteintritt   ) > 1000 )
  {
    u8schrittvariable = 33; // schritt nach 100ms verlassen
  }
//-- schritt ----------------------------------------------------
33:

Beitrag "Re: Programm bzw. Ablaeufe steuern"

Autor: joh! (Gast)
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Achsoo. Du meintest mit Zeitprozesse das "Erzeugen einer exakten 
millisekunde.

Also Timer initalisieren -> Timer loslaufen lassen -> TimerOVFL tritt 
ein -> Sprung in die INTERRUPT-Routine. In der Interrupt-Routine werden 
die PINS abgefragt. Je nach Zustand der Zustand in einer Var. 
gespeichert und für den weiteren Prog.ablauf ausgewertet?!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Du meintest mit Zeitprozesse
Nicht nur. Jeder Zeitvorgang wird davon abgeleitet.

>weiteren Prog.ablauf
Äh, ja.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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joh! wrote:
> Ein Dieselmotor kann nicht ohne Kompression betrieben werden!!
Soweit ist mir das schon klar. Die Dekompression nur zum starten.

> Die Dekompression dient lediglich zum Starten: Dabei wird ein Ventil am
> Zylinder geöffnet, damit die Luft aus dem Zylinderinneren, entweichen
> kann und keine Kompression möglich ist.

Was ich meinte: Wie ist das technisch am Motor realisiert, das die 
Ventile offen bleiben.
Wird dabei die Nockenwelle verschoben?

Autor: joh! (Gast)
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Das weiß ich nicht, aber ich denke nicht, dass man da gleich die ganze 
Nockenwelle verschiebt. Das wird ein simples Ventil sein, dass aufgeht.

Autor: Siggi (Gast)
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.... ein simples Ventil ...

Das möchte ich sehen!

Autor: joh! (Gast)
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Dann eben ein Schieber durch ein Loch, ist mir eigentlich auch relativ 
egal ;-)
Mir reichts, das Prinzip zu verstehen, um Details kümmert sich die 
Maschinenbau-Fraktion.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Da ich fürchterlich neugierig bin, wäre es schön wenn es jemand wüsste.

Autor: Siggi (Gast)
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Wahrscheinlich hat Joh! - außer der putzigen Internetseite (s. o.) - 
nichts weiter vorzuweisen.

Autor: Manuel Stahl (thymythos) Benutzerseite
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Alexander Schmidt wrote:
> Da ich fürchterlich neugierig bin, wäre es schön wenn es jemand wüsste.

Also beim Motorrad (400ccm, Kickstarter) ist es einfach eine 
Vorrichtung, die verhindert, dass das Auslassventil vollständig 
schließen kann. (Natürlich nur soweit, dass der Kolben nicht anstößt) 
Denke, hier wird es nicht wesentlich anders sein.

Autor: andy (Gast)
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Ich plane Inbetriebnahme mehrer BHKW´s und bin an solch einer Steuerung 
interessiert. Fragen: Gibt es bereits funktionsfähige Prototypen? 
Herstellung in grösserer Zahl möglich? Zulassungen?
Interesse, bitte melden!
Gruß

Autor: Blocker (Gast)
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Tolle Idee,
Klingt auch schon mal gut. Hätte noch den einen oder anderen Hinweis für 
die Einbindung in dein Heizungsnetz.
Du solltest unbedingt ein Tackten des Moduls verhindern. D h, wenn keine 
Wärmeabnahme besteht, wird dein Modul durch zu hohe 
Motoraustritstemperatur ausgehen. Nach ner Weile wieder an, wieder aus 
usw. Durch die vielen Starts wird der Generator und der Motor nebst 
Zündung stark beansprucht. Das kannst du zu einem grossen Teil 
verhindern, indem du zum einen: das Modul im Teillastbetrieb (zB mit 900 
Umdrehungen) laufen lässt und zum anderen, und das wäre Optimal 
zusätzlich das Gänze über einen Pufferspeicher  laufen lässt. Regelung 
erfolgt über die Analogwerte der Temperaturfühler(PT100) 
Netzgesammtrücklauftemp.sowie Füllstand Pufferspeicher. Deine Logo 
Steuerung, SPS oder sonstige Steuerung sollte daher über einige 
Analogeingänge verfügen.
lg Bocker

Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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Blocker schrieb:
> Hätte noch den einen oder anderen Hinweis für
> die Einbindung in dein Heizungsnetz.
Meinst du nicht, daß er da nach 4 1/2 Jahren schon selber draufgekommen 
ist.

mfg.

Autor: Blocker (Gast)
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Das ist gut möglich. Ich sehe allerdings viele Anlagen bei denen gerade 
solche Dinge auch nach Jahren nicht berücksichtigt wurden. War ja auch 
nur gut gemeint.

Beitrag #3117118 wurde von einem Moderator gelöscht.

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