Temperaturregler mit ST Controller

Florian Gast #5295878
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Hallo Leute :)

ich möchte aktuell eine Temperaturregler für einen 60 Liter Topf mit 
Maische entwerfen. Zuerst mal was ich bereits habe:
Als Heizelement nutz ich eine Induktionsplatte von Hendi. Diese Platte 
hat einen Poti, zum Einstellen der gewünschten Leistung. Diese kann 
zwischen 0 und 3,5 kW eingestellt werden. Die Temperatur mess ich mit 
einem DS18B20.
Für die Ansteuerung der Platte und das Abfragen des Sensors verwende ich 
ein Demoboard von ST. Die Ansteuerung der Induktionsplatte und die 
Anzeige der Temperatur funktioniert schon. Nun möchte ich den Regler 
entwerfen.

Ich verwende schon einen Zweipunktregler dieser funktioniert auch, aber 
ich möchte den Topf nicht nur ein- und ausschalten sondern die variable 
Leistung der Induktionsplatte nutzten.

Meine Überlegung war ein klassischer PID Regler, hier hab ich nur das 
Problem mit der Strecke. Der Inhalt des Topf kann zwischen 20 und 50 
Liter variieren. Zudem habe ich noch nie eine Strecke modelliert und das 
Thema nur theoretisch behandelt.

Als Alternative könnte ich mir auch einen Fuzzy Regler vorstellen. Hier 
hab ich mich auch schon eingelesen. Bei diesem hab ich nur das Problem, 
dass das ich bisher nur Regler mit festem Sollwert gefunden hab. Ich 
möchte aber verschiedene Temperaturen einstellen können.

Hat jemand vielleicht eine Idee zu den beiden Reglern oder kennt noch 
einen anderen Regler, den ich verwenden könnt?

Freundliche Grüße
Florian

P.S: Der Link zu der Hendi Platte
https://www.hendi.eu/aisview?path=category26/category9/article2/articlegroup4&set_language=de
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Werner H. #5296010
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Florian schrieb:
> Temperaturregler für einen 60 Liter Topf

Bei 20 bis 50 Liter Inhalt würde eine Regelung sehr träge funktionieren.

> eine Induktionsplatte... zwischen 0 und 3,5 kW

Denkbar ungeeignet. Besser wär eine im Topf installierte Heizspirale und 
zusätzlich eine Umwälzung der Maische. Somit hätte die zu erwärmende 
Maische eine homogene Temperatur. Alles schön mit Dämmwolle isoliert.

> ich möchte den Topf nicht nur ein- und ausschalten

Warum nicht, was erhoffst du dir von einer stetigen Reglung?

> Ich
> möchte aber verschiedene Temperaturen einstellen können.

Das ist doch kein Problem.


> Die Temperatur mess ich mit einem DS18B20... ein Demoboard von ST.

Beides Ok, aber ein simples Kontaktthermometer würds auch tun.
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Florian Gast #5296109
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Werner H. schrieb:
> Denkbar ungeeignet. Besser wär eine im Topf installierte Heizspirale und
> zusätzlich eine Umwälzung der Maische. Somit hätte die zu erwärmende
> Maische eine homogene Temperatur. Alles schön mit Dämmwolle isoliert.

Funktioniert sehr gut. Umgewälzt wird aktuell noch Manuel. Das Projekt 
ist gerade noch am wachsen.  Das kommt aber als nächstes.

Werner H. schrieb:
> Warum nicht, was erhoffst du dir von einer stetigen Reglung?

Ich hatte Regelungstechnik im Studium und möchte einfach mal einen 
stetigen Regler entwickeln. Zudem erhoffe ich mir davon, dass ich die 
Schwankung minimieren kann.

Werner H. schrieb:
> Das ist doch kein Problem

Ja ich weiß das es bei klassischen Reglern möglich ist, den Sollwert 
anzupassen. Hatte es beim Fuzzy Regler nur noch nicht verstanden. Hab 
aber nur die falschen Beispiele betrachtet.

Werner H. schrieb:
> Beides Ok, aber ein simples Kontaktthermometer würds auch tun.

Die Heizspiral in Kombination mit dem Kontaktthermometer haben das 
Problem das die Spirale zu heiß wird und der Zucker in der Maische 
karamellisiert. Zudem wird das System noch erweitert. Dabei ist der 
Controller das zentrale Steuerelement.

Über die Controller Familie lässt sich streiten.
Ich nutze privat und geschäftlich gern Controller von ST.
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Florian Gast #5296163
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Manfred schrieb:
> Da haben wir das Problem! Andere Leute schreiben einfach eine
> Regelschleife und testen, wie sie läuft

Ich hab schon einen funktionierenden Zweipunktregler und test schon 
verschiedene Sachen , wie eine Art Fuzzy Regler und hab auch schon das 
Ziegler-Nichols-Verfahren ausprobiert.
Ich wollt einfach hier mal fragen was es so an Informationen gibt.
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Werner H. #5296324
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Florian schrieb:
> Zudem erhoffe ich mir davon, dass ich die
> Schwankung minimieren kann.

Die Schwankung ist unproblematisch bei 25- 30°C.

> das
> Problem das die Spirale zu heiß wird und der Zucker in der Maische
> karamellisiert.

Zucker kann nur trocken karamellisieren. Und da die Zuckerlösung 
umgewälzt wird, kann die Heizemperatur auch keine höhere sein als die 
sie umschliessende Zuckerlösung, Kühlprinzip. Und das Heizelement muß ja 
keins für Hochtemperaturen sein. Den Temperaturfühler sollte man dicht 
bei der Heizung anordnen. Schon mal über die Energiebillanz nachgedacht? 
Dein großer Pott und die Heizplatte geben garantiert mehr als 70% an die 
Umgebung ab. Ich schreibe das aus Erfahrung (schäm).

> Dabei ist der
> Controller das zentrale Steuerelement.

Ja, kombiniert für die "etwas" höhere Temperatur. Kleiner Tipp noch, 
achte unbedingt was du an Material für die Dichtungen verwendest, 
"Zuckerwasser" kann Gummi lösen, womit dein "Versuch" unweigerlich 
scheitern würde! Allerdings kann Man(n), besser dessen Frau mit dem 
Gummizucker prima Fenster putzen.
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