Ich weiss nicht ob ich zu viel oder immer noch zu wenig gelesen habe, zumindest fuehle ich mich jetzt total allein mitten im Wald. Ich hoffe Ihr koennt meinem verwirrten Hirn etwas auf die Spruenge helfen. Erst mal geht es mir um die Analyse des Systems, damit ich mir dann im zweiten Schritt ueber die zu verwendende Hardware Gedanken machen kann. Im Ganzen geht es darum, eine fixe Anzahl unterschiedlich potenter 22VAC Heizelemente per Schwingungspaketsteuerung so zu regeln, dass 1) jedes Heizelement auf seine eingestellte Temperatur regelt 2) die Wellenpakete moeglichst optimal und gleichmaessig ueber die Heizelemente verteilt werden. Zum Einstieg lasse ich mal die unterschiedlichen Leistungen der Heizelemente (HE) unbeachtet. Meine Ansaetze sind PI(D) und eine PWM die durch die Nulldurchgaenge des Wechselstromes gesteuert wird. Ein einzelnes Heizelement (HE) damit zu regeln ist kein Problem, da habe ich immer eine Leistungsabhaengige An bzw Auszeit. Wenn ich sagen wir mal 2 HE mit der selben Leistung habe, die PWM mit 100Hz takte und beide HE eine Leistung von 50% abgeben sollen, dann kann ich HE1 die ersten 50 Takte und HE2 die darauffolgenden 50 Takte eingeschaltet lassen. Bis hierher einfach. Wie sieht das jetzt aber aus wenn ich sagen wir mal 48 HE habe und 70% oder 90% Leistung von jedem HE verlange. Wie berechne ich da am besten meine PWM und wann schalte ich meine HE's ein oder aus? Gruss Ju
Wenn man ein System von Heizungen so steuern will, dass sich die Leistungen vernuenftig verteilen, dann muessen diese Komponenten miteinander kommunizieren.
Und wer sagt das sie das nicht duerfen? Ich denke ja daran alle HE's an der selben PWM zu betreiben und durch den selben uC. Da sollte die Komunikation kein Problem darstellen. Ju
Hallo, hast du inzwischen was erreicht? Evtl schon ein Programm geschrieben? Ich würde gerne meine 4 Heizplatten vom Zeranfeld mittels Schwingungspaketsteuerung steuern. Gruß Martin
Hallo Martin, ja, das System ist shon seit laengerem fertig und es ist im Dauereinsatz. Wenn Du vier Heizplatten steuern oder regeln willst sehe ich kein Problem. Sag mir einfach wo es bei Dir klemmt und ich kann Dir die noetigen Infos geben. Ju
Hallo Jup, danke für das Angebot. Ich habe mir mal vor längerer Zeit ein paar ICs dafür gekauft. TEA1024. Die Beispielschaltung aus dem Datenblatt funktioniert leider noch nicht richtig. Ich habs mal einfach mit einer 60W Glühbirne getestet, aber die Helligkeit ändert sich nicht, wenn ich am Poti drehe. Du hast das ganze bestimmt mit einem Mikrokontroller gemacht, oder? Hast Du einen Atmel benutzt? Das wäre zumindest mein Plan für den nächsten Versuch. Wie hast dur die Nullduchgangserkennung realiesiert? Könntest Du mir vielleicht deinen Programmcode und dein Platinenlayout geben? Dann könnte ich mich davon ein wenig inspieriern lassen. Ich wäre dir sehr dankbar dafür. Ich versteh auch nicht warum die Schwingungspaketsteuerung noch nicht weiter verbreitet ist. Alles mögliche wird per Phasenanschnitt oder Bimetalschalter gemacht. Für Beleuchtung ist die zwar nicht so ideal, aber zum heizen gibts doch nichts besseres. Gruß Martin
Juergen G. schrieb: > Meine Ansaetze sind PI(D) und eine PWM die durch die Nulldurchgaenge des > Wechselstromes gesteuert wird. PID, also triviale regelungstechnik ist für so etwas der falsche ansatz..um ein optimales load-balancing zu erreichen brauchst du einen norm-optimalen MIMO regler und führst als gewichtungsfunktion die leistungsverteilung ein, die soweit wie möglich konstant sein soll. jedoch ist das ein sehr komplexes thema in das man sich nicht mal eben einlesen kann... alternativ kannst du das wohlmöglich ein wenig "freestyle" realisieren, indem du einen digitalen 2-punkt-regler verwendest mit einer zeitkonstante >> zeitkonstante der schwingungspaketsteuerung . innerhalb dieser zeit kannst du dann ein untergeordnetes load-balancing realisieren > Wenn ich sagen wir mal 2 HE mit der selben Leistung habe, die PWM mit > 100Hz takte Schwingungspaketsteuerung benutzt man im bereich von sekunden bis minuten..für thermische prozesse ist das auch mehr als ausreichend. also was machst du wirklich ? phasenanschnitt oder eine wirkliche paketsteuerung ?
Hallo Andy, der Autor hat seine Schaltung schon realiesiert. Ich möchte wie schon gesagt meine 4 Kochplatten vom Ceranfeld mit einer echten Schwingungspaketsteuerung steuern. Phasenanschnitt finde ich für die Leistung sehr unschön. Gruß Martin
Martin, da liegst Du voellig richtig, Heizungen werden ueber Schwingungspakete gesteuert, Phasenanschnitt ist bei den Reaktionszeiten von ueblichen Heizelementen voelliger Quatsch. Das Schwingungspaketsteuerungen nicht so verbreitet sind wuerde ich allerdings nicht bahaupten. xaos will es natuerlich ganz professionell angehen und hat auch recht wenn er sagt das man sich in die Materie der Lastverteilung nicht mal eben so einliest. Ich hab daran auch ein wenig zu knabbern gehabt, letztendlich habe ich aber eine gute, fuer mein Projekt ausreichende Loesung gefunden. Aber xaos' Meinung, das PID da ein falscher Ansatz ist, kann ich nicht teilen. Also, hier mal ein kleiner Ueberblick ueber meine Loesung. Zunaechst mal die Hardware. Nulldurchgangserkennung mache ich mit einem PC814, das liegt daran das die Kurve die hier aus dem Netz kommt, eher einem Trapez denn einem Sinus aehnelt und in den Nulldurchgaengen recht zappelig ist. Die Versuche es mit einem OpAmp oder Comparator zu machen sind an diesem Umstand klaeglich gescheitert. In Deutschland ist das warscheinelich besser. Die 0.7V "Verspaetung" die ich dadurch habe fallen bei mir nicht so doll ins Gewicht, da der Nulldurchgang nur als Referenz fuer den "Wellenpaketzaehler" herhalten muss. Die Lasten werden ueber eine Kombination von MOC3041 und zwei SCR's S6025 in Back2Back Konfiguration je Heizelement geshaltet. Auch hier die Entscheidung zugunsten der SCR's ueber Triac's wegen den Eigenheiten die das oeffentliche Stromnetz hier hat. In Deutschland kann man getrost Triacs einsetzen. Die 48 MOC's sind ueber eine Serie Shiftregister an den uC gehaengt. Die Lasten haengen an einem 3Phasen Wechselstrom. Jede Phase wird ueber einen Stromsensor ueberwacht. Die Lasten sind so auf die 3 Phasen verteilt, das I-max einer einzelnen Last oder einer beliebigen Kombination von Lasten immer irgendetwas um die 15A ergibt. Temperatur der 48 Heizelemente wird ueber Thermocouples (TC) gemessen die ueber einen Multiplexer auf einen Chopper Opamp zur Verstaerkung des Signals und dann auf den ADC vom Microcontroller gehen. Ich verwende TC Typ K und eine Referenz Spannung von 1.1V das gibt mir ausreichend Genauigkeit fuer meinen Fall. Die Werte zappeln ein wenig bei der Messung, aber ein Mittelwert ueber 256 Messungen bringt die noetige Ruhe rein. Zur Kaltstellenkompensation messe ich die Spannung ueber einer 1N4148 auf dem PCB. Das Arbeitspferd ist ein Atmega 644P mit 20MHz. Beim Einschalten prueft der uC die TC's und misst den Strom jeder einzelnen Last. Die Werte der Lasten werden in einer Tabelle gehalten und gehen spaeter in den "Lastverteilungs-Algorithmus" ein. Im Betrieb sagt der uC dem MUX welcher TC gemessen werden soll, macht die Messungen und misst periodisch die Spannung ueber der Kaltstellenkompensations-Diode und den Strom der 3 Phasen. Mit den gemessenen Werten wird ueber eine PID die %-An der Heizungen berechnet. Danach verteilt ein weiter Algorithmus diese %-An so auf die Heizungen und die Phasen, das ein nahes Optimum erreicht wird. OK, das erreichte Optimum hier ist ausreichend fuer mein Projekt. In der Aufheiz-Phase ist die Steuerung praktich nur eine 2-Punkt Steuerung die ueberwiegend vom Lastverteilungs Algorithmus dominiert wird. Spaeter dann liegt die Hauptlast bei der PID. Weiterhin fuettert der uC ein HMI mit den notwendigen Daten und holt sich notwendige Aenderungen, zBsp. Sollwerte, vom HMI. Das geschieht ueber RS485 und Modbus-RTU. Dabei ist das HMI der Modbus Master. Das HMI ist mit 130 Queries/s ziehmlich dreist in seinem Benehmen und hatte mich urspruenglich dazu bewogen das ganze mit 2 uC's zu realisieren. Dank einiger Verbesserungen im Code, hauptsaechlich Verbesserungen im UART und Modbus-code, die Umstellung der PID auf Fixedpointarithmetik und ein straffer Zeitplan fuer den uC habe ich es dann doch in einem 644P mit 20MHz unterbringen koennen. @Martin Sicher ist das hier Beschriebene ein wenig komplexer als das was Du vor hast. Aber ich denke das eine oder andere davon ist auch fuer Dein Projekt nuetzlich. Ju
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.