Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arduino: selbstlernender PID- Temperatur-Regelalgorithmus für Öfen


von Tröte (Gast)


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Es gibt massenweise Industrie-Umluftöfen, die im Prinzip aus einer 
zweischaligen Innen- und Außenwandung aus Stahl bestehen, die mit 
Dämmmaterial ausgefüllt ist. Außerdem ist zur Innenwand hin manchmal 
hinter einer weiteren Schale eine Heizung darin verbaut. Ein Ventilator 
wälzt die Luft um. Der Rauminhalt kann leicht mehrere Kubikmeter 
annehmen. Meist werden die Öfen wegen des hohen Heizbedarfes mit 
Drehstrom versorgt.

Die Heizung wird von einem PID-Temperaturregler gesteuert, der meist von 
einem PT100 oder PT1000 seine Rückmeldung bekommt. Bei diesen Reglern 
musste früher die P, I, und D Konstante in langen Versuchsreihen über 
Tage und mitunter Monate ermittelt werden, bis der Ofen schnell 
aufheizte und die Temperatur hielt, das alles ohne Überschwingen. 
Überschwingen nach oben ist dabei schlimmer als nach unten, da das 
Füllgut beschädigt werden kann.

Möchte man solche Regler auf dem Microcontroller implementieren, findet 
man PID Regelalgorithmen, die dieses aufwendige Finden der Konstanten 
benötigen.

Heute haben die industrieellen Temperaturregler einen 
Selbstlernalgorithmus. Dieser muss dann ausgeführt werden, wenn der Ofen 
leer ist. Denn während dieser Phase kann der Ofen über die eingestellte 
Temperatur hinaus erhitzen und so das Füllgut beschädigen. Die Regelung 
testet dabei aus, wie weit der Ofen beim Aufheizen nach Einschalten und 
beim Abkühlen nach Abschalten der Heizung überschwingt und versucht dies 
durch Änderung der P, I und D Konstante bei möglichst schneller 
Aufheizung nach und nach auszumerzen. Dabei wird die Heizung PWM 
gesteuert. Nach einigen Minuten bis Stunden sind dann die optimalen 
Konstanten gefunden.

Da hier mitunter hohe Leistungen mit mehreren 10 kW zu schalten sind, 
bei denen Triacs sehr erhitzen (Verlustleistung = 1,x Volt * einige zehn 
Ampere), wird hier manchmal auf nahezu verlustfrei schaltende Schütze 
zurückgegriffen, die dann nur alle ein bis fünf Minuten einmal aus- und 
einschalten. Das reicht bei großen Volumina und guter Dämmung aus, um 
dennoch auf 0,2 Grad genau zu regeln. Bei Triacs kommen hingegen 
schnelle Schaltzeiten im Sekundentakt zum Einsatz. Die benötigte 
Schaltzeit lässt sich bei solchen Industriereglern einstellen. Bei den 
hohen Strömen ist Nulldurchgangsschalten optimal. Dieses Verfahren ist 
bei den entsprechenden Temperaturreglern inzwischen Standard. Unten 
findet sich ein beispielhafter Link auf einen Regler, den ich schon 
vielfach eingesetzt habe und der zuverlässig funktioniert. [1]

Inzwischen steuert je ein Arduino mit Display mehrere solcher Öfen. 
Einzig für die Temperaturregelung muss aber zusätzlich ein 
selbstlernender Industrieregler eingebaut werden, weil ich diese 
Regelung für den Microcontroller nur in nicht-selbstlernend gefunden 
habe. Schön wäre es, wenn man die auch mit dem Arduino (oder bei nicht 
ausreichender Leistung stattdessen einem ESP32) erschlagen könnte. Dann 
könnte man auch Temperaturkurven fahren. Das geht mit den 
Industriereglern nicht, da hier die Temperatur händisch vorgegeben 
werden muss und nicht vom Arduino vorgegeben werden kann.

Gibt es solche selbstlernenden Algorithmen für Arduino / 
Microcontroller?

[1]
Website: https://www.ink-bird.com/products-PID-controller-itc100.html

Wenn ich versuche, hier die beiden PDF mit den Manuals zu verlinken, 
kommt die Meldung: "Der Beitrag scheint Spam zu enthalten:" Dahinter 
kommt das Zeichen für China, verbunden mit der Weigerung, dies 
hochzuladen.

von c-hater (Gast)


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Tröte schrieb:

> Einzig für die Temperaturregelung muss aber zusätzlich ein
> selbstlernender Industrieregler eingebaut werden, weil ich diese
> Regelung für den Microcontroller nur in nicht-selbstlernend gefunden
> habe. Schön wäre es

Schön wäre es, wenn du begreifen könntest, dass man tatsächlich SELBER 
etwas programmieren kann. Ja, das geht sogar auch in und für die 
Arduino-Umgebung...

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Das kann ein PID Regler a là AVR221 (Microchip AN_2558) sein, dem du 
noch eine Kurvendiskussion verpasst.
https://www.microchip.com/wwwAppNotes/AppNotes.aspx?appnote=en591227

von Info (Gast)


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von äxl (Gast)


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Tröte schrieb:
> weil ich diese
> Regelung für den Microcontroller nur in nicht-selbstlernend gefunden
> habe.

Hier liegt das Problem der heutigen Arduino-Fraktion, egal welchen 
Alters...
Solche Aussagen liest man leider immer wieder. hat man dann selbst mal 
ein Problem in Bezug auf die Arduino-Plattform, traut man sich kaum 
mehr, eine bezugnehmende Frage zu stellen, da man natürlich, dank 
solcher Posts, in die gleiche Schublade gesteckt wird.
Wie gesagt: "nicht gefunden" (sinngemäß) hat mir in deinem 
ToMuchText-Post am besten gefallen.

von Stefan F. (Gast)


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Dein Eröffnungsbeitrag quillt über von Annahmen, bei denen ich mir nicht 
sicher bin, ob sie so allgemein zutreffen, wie du sie formuliert hast. 
Insofern habe ich auch ernsthafte Zweifel an deinem Lösungsansatz.

Dass du "Arduino Mikrocntroller" (was ist das überhaupt?) einsetzt, und 
nun auf ESP32 Module setzen willst, scheint meine Befürchtung zu 
bestätigen.

Wenn du von uns Hilfe bekommen möchtest, dann werde konkreter. Zitiere 
nicht irgendwelche allgemeine Standards, an die du glaubst, sondern 
beschreibe dein konkretes Gerät und dessen Eigenschaften.

Bevor man einen Regler baut/programmiert sollte man zum Beispiel erstmal 
dessen Verhalten bezüglich Temperatur und Zeit mit den anvisierten 
Lasten (Gargut?) ermitteln.

von Dergute W. (derguteweka)


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Tröte schrieb:
> Gibt es solche selbstlernenden Algorithmen für Arduino /
> Microcontroller?

Haste schon mal geschaut, ob's nicht eine App dafuer gibt?

SCNR,
WK

von Johannes S. (Gast)


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In 3D Druckersoftware (z.B. Marlin) ist PID Autotuning für Heizbett und 
Hotends drin.

von Alex G. (dragongamer)


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Dergute W. schrieb:
> Tröte schrieb:
>> Gibt es solche selbstlernenden Algorithmen für Arduino /
>> Microcontroller?
>
> Haste schon mal geschaut, ob's nicht eine App dafuer gibt?
>
> SCNR,
> WK
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.droidbus.pidloopsim

von Tröte (Gast)


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c-hater schrieb:
> Schön wäre es, wenn du begreifen könntest, dass man tatsächlich SELBER
> etwas programmieren kann. Ja, das geht sogar auch in und für die
> Arduino-Umgebung...

Würde ich nicht selbst programmieren, dann liefe die erwähnte restliche 
Steuerung mit Display nicht. Es ist ein Unterschied, etwas zu 
programmieren oder eine physikalischen Prozess zu ergründen. Nicht jeder 
Programmierer kann eine Diagnosesoftware für Ärzte oder eine 
Konstruktionssoftware für Kräne schreiben.

Beim der selbstlernenden Temperaturregelung reden wir vor einer Sache, 
die man noch nicht lange kaufen kann. Die Hersteller der Regler haben es 
zuvor dem Anwender überlassen, die Konstanten für einen Ofen in Tagen 
oder Monaten selbst per Try and Error iterieren. Und optimal hat man es 
nur selten hinbekommen. Es war auch Glückssache. Von daher kann man 
davon ausgehen, dass selbst die Hersteller solcher Regler den 
Selbstlernalgorithmus noch nicht kannten. Sobald das der Fall ist, kann 
man ihn auch programmieren.

Diese Prinzipien für die käuflichen Regler zu ergründen, war 
wahrscheinlich eine Forschungsarbeit, an der mehrere Personen und viele 
unterschiedliche Öfen mitgewirkt haben. Für eine einzelne Person ohne 
die entsprechenden finanziellen, materiellen und personellen Ressourcen 
sowie umfangreichen Erfahrungen in dem Bereich ist eine Ergründung 
dieser Prinzipien kaum zu leisten. Das gilt höchstvermutlich auch für 
c-hater.

von Tröte (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Bevor man einen Regler baut/programmiert sollte man zum Beispiel erstmal
> dessen Verhalten bezüglich Temperatur und Zeit mit den anvisierten
> Lasten (Gargut?) ermitteln.

Die käuflichen selbstlernenden Regler sind dazu da, die Regel-Parameter 
eines Ofens unabhängig von dessen Bauweise, Temperatur, Zeit oder 
"Gargut" zu ermitteln. Sie ermitteln zunächst in einem Lernlauf ohne 
"Gargut" die groben Parameter des Ofens. Sie bleiben aber flexibel, wenn 
sich beispielsweise Umgebungstemperatur oder Beladung ändert. Und sie 
werden so zigtausendfach in der Industrie eingesetzt. Sie garen aber 
dabei zumeist nichts im Sinne von Essenszubereitung.

Der Anwender muss dann natürlich die Temperatur und Zeiten ermitteln. 
Aber für den Regelalgorithmus sind sie ohne Belang. Die selbstlernenden 
Regler kommen mit allem zurecht und optimieren schneller und besser, als 
ein Mensch das bei den alten nicht-selbstlernenden Reglern konnte.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Ich fass' mal zusammen: Wenn man nicht richtig programmieren kann und 
wenn man keine Ahnung von Regelungstechnik und Signaltheorie hat, ja, 
dann kann man sowas tatsaechlich nicht selbst programmieren. Oh Wunder.

SCNR,
WK

von Wolfgang (Gast)


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Tröte schrieb:
> Gibt es solche selbstlernenden Algorithmen für Arduino /
> Microcontroller?

Für Arduino / Microcontroller kannst du problemlos die selben 
Algorithmen wie für industrieelle Temperaturregler verwenden. Bei 
Schaltzeiten im Minutenbereich ist die Rechenleistung kein Problem.

von Ardunutzer (Gast)


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Hallo

du solltest versuchen zu verstehen das man wenn man einen Arduino 
richtig anwenden will (richtig im Sinne der meisten hier in Forum und 
den Anwendern die tatsächlich Verständnis und Wissen erlangen wollen) 
den ganzen "Kram" selbst verstehen und zumindest theoretisch auch selbst 
programmieren können sollte.
Ob man es dann auch wirklich macht wenn das Verständnis und Wissen 
vorhanden ist, ist fast egal da es sich dann zum Großteil "nur" noch um 
Fleißarbeit handelt - wobei ohne erste eigene (nachvollziehende und 
anwendende) Programmierung und Praktische Versuche mit den Verständniss 
und Wissen erlangen sehr schwierig (unmöglich?) wird...

Einfach immer fertige Bibliotheken zu nutzen ist zwar einfach und 
gerechtfertigt wenn es nur auf das Ergebnis ankommt und der Arduino (der 
µC) nur das Mittel zum Zweck ist, weil gerade als Clone unglaublich 
Preiswert und von der "Programmierung" (Bibliotheken für "alles" 
vorhanden und superleicht zu implementieren , vollständige fertige 
Programme) sehr einfach ist.

Aber als Hobbyelektroniker und jemand der verstehen möchte wie das 
funktioniert und man es an seine Bedürfnisse anpassen kann sollte man 
doch etwas höhere Ansprüche gegenüber sich selbst haben.

Was du haben möchtest wenn ich die letzten Sätze deines Ursprungsbeitrag 
richtig verstanden habe ist alles andere als trivial und nicht mal "so 
eben erledigt" bzw. ist es wohl für die meisten hier nicht wirklich 
befriedigen "einfach" nur fertige Bibliotheken zu nutzen (hängt aber 
stark von den Denkweisen, Interessen und Anforderungen gegenüber sich 
selbst ab).

Wo ich dir aber 100% zustimmen kann bzw. dein Wunsch verstehe ist das es 
keine wirklich guten und verständliche Erklärungen und Tutorials gibt 
welche die verschieden Reglertypen und Parameter umfassend (Auch die 
dahinterstehenden Mathematik und zwar ohne hohe Erwartungen des 
Grundwissens in diesen Teilbereich voraus zu setzen) erklären ohne nur 
die bekannten einfache Beispiele zu präsentieren (die bekannte 
Kugelwippe oder auch bei Multikoptereinstellanleitungen) die zwar grob 
darstellen was P-roportional I-ntegral und D-iffernital  dort jeweils 
für Auswirkungen haben und woran man "drehen" muss um letztendlich doch 
durch Versuch und Irrtum (und trotz allem relativ unplanmäßig bis 
zufällig) zum erwünschten ergebniss zu kommen, aber nicht erklären wie 
man das dann allgemein anwendet und wie man einigermaßen sinnvolle Werte 
direkt vorgibt, bzw. wie diese berechnet werden und wie die Formeln dazu 
angewandt werden (auch wie diese erstanden sind) und auch mal wirklich 
verständlich und universell erklärewn was z.B. diese Sprungantwort ist - 
wobei diese Sprungantwort nur ein Beispiel für viele weitere sehr 
abstrakte Begriffe und zusammenhänge ist.

Ardunutzer

von PittyJ (Gast)


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Ich verstehe das Problem jetzt nicht.
Ein PID-Regler in Software hat letztendlich nur 3 Zeilen:
1
esum = esum + e
2
y = Kp * e + Ki * Ta * esum + Kd * (e – ealt)/Ta
3
ealt = e

Siehe auch https://rn-wissen.de/wiki/index.php/Regelungstechnik.
P I und D muß man passend bestimmen. Geht am besten durch Ausprobieren.

Das habe ich benutzt, um mit einem LM73 Temperatursensor und einem 
Heizwiderstand eine Temperaturregelung zu bauen.
Die Zieltemperatur wurd vorgegeben, und das Ding regelt da hin.

Alles das bekommt man in Code, der kürzer ist, als das Posting des TEs.

von Carl D. (jcw2)


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PittyJ schrieb:
> Ich verstehe das Problem jetzt nicht.
> Ein PID-Regler in Software hat letztendlich nur 3 Zeilen:
>
>
1
> esum = esum + e
2
> y = Kp * e + Ki * Ta * esum + Kd * (e – ealt)/Ta
3
> ealt = e
4
>
.
> Siehe auch https://rn-wissen.de/wiki/index.php/Regelungstechnik.
> P I und D muß man passend bestimmen. Geht am besten durch Ausprobieren.
>
> Das habe ich benutzt, um mit einem LM73 Temperatursensor und einem
> Heizwiderstand eine Temperaturregelung zu bauen.
> Die Zieltemperatur wurd vorgegeben, und das Ding regelt da hin.
>
> Alles das bekommt man in Code, der kürzer ist, als das Posting des TEs.

Er will Kp, Ki und Kd nicht hinschreiben, sondern im Betrieb ermitteln 
lassen.

von Wolfgang (Gast)


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PittyJ schrieb:
> Ich verstehe das Problem jetzt nicht.

So sieht es wohl aus.

Der TO möchte einen Algorithmus zur adaptiven Parametrierung des 
PID-Reglers, d.h. die Koeffiziente Kp, Ki und Kd sollen automatisch 
bestimmt werden. Und der soll auf einem Arduino laufen.

von Ardunutzer (Gast)


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Hallo

"P I und D muß man passend bestimmen. Geht am besten durch 
Ausprobieren."

Aber welche Werte in etwa?  0,001 oder 1000000 und vor allem warum...?
Ist in etwa so wie beim Spannungsteiler den man nach der Formel 
theoretisch  ja auch mit den Leitungswiderständen von einigen Milliohm 
oder auch mit Gigaohmwiderständen aufbauen kann.
So ganz nur mit der Formel und ausprobieren dürfte das nichts werden 
oder ist reiner Zufall wenn was sinnvolles dabei herauskommt.

Und dein Link (stellvertretend wie so ziemlich jede andere "Erkläung" zu 
Regelungstechnik und speziell den PID Reglern) zeigt sehr schön das was 
ich schon geschrieben habe:

Letztendlich wird nur wenig wirklich erklärt, dafür aber immer das was 
woanders auch schon verständlich und gut erklärt wurde.

Aber schon bei den "Erklärungen" in deinen Link wo es mit den Gliedern 
losgeht (den schönen Symbolen)  wird gar nicht mehr erklärt - siehe die 
einfach hin gerotzen (Sorry aber so ist es doch...) Formeln bzw. 
Funktionen - als sehr "schöne" Beispiele können das Verzögerungsglied 
0.Ordnung (Totzeitglied) oder noch schlimmer das Schwingfähiges 
PT2-Glied dienen.

Auch solche Sätze: "Eine Alternative zur Dimensionierung mit dem 
Bodediagramm stellt die Methode über die Ortskurve des offenen 
Regelkreises dar."
Sind typische Nichterklärungen und reine Abschreckung

Das sind alles keine Erklärungen sondern reine Ausgrenzung für einen 
Lernwilligen ohne Abitur und Leistungfach Mathematik...(!), und leider 
typisch für "alle" Erklärungsversuche in der Regelungstechnik die 
oberhalb von einfachen Beispielen (die schon erwähnte Kugelwippe) und 
universell ansetzen.

Das soll jetzt ganz bestimmt kein persönlicher Angriff gegenüber dir 
sein sondern nur zeigen wo das Problem liegt und wie wahrscheinlich das 
Verhalten und die Erwartungshaltung vieler Arduinonutzer absolut 
nachvollziehbar zu erklären ist, und letztendlich wo dran es in allen 
Tutorials und Büchern fehlt.

Ardunutzer

Ardunutzer

von Wolfgang (Gast)


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Ardunutzer schrieb:
> "P I und D muß man passend bestimmen. Geht am besten durch
> Ausprobieren."
>
> Aber welche Werte in etwa?  0,001 oder 1000000 und vor allem warum...?

Was ist an "Ausprobieren" so schwierig zu verstehen. Wenn der 
Koeffizient, i.e. die Verstärkung für den Anteil zu groß ist, benimmt 
sich der Regler wild und fängt gerne an zu schwingen. Wenn die 
Koeffizienten zu klein sind, wird er zu langsam und regelt evtl. gar 
nicht aus. Eine gewisse Vorstellung über den Einfluss der einzelnen 
Anteile im Steuersignal wird man also schon entwickeln müssen, 
insbesondere auch wann die verschiedenen Anteile (P, I und D) ihre 
Wirkung wie entfalten.

Aber das möchte der TO sowieso dem Algorithmus überlassen.

von Flo (Gast)


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Hier werden einige gängige Verfahren zur Bestimmung der Regelparameter 
aufgeführt: 
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Faustformelverfahren_(Automatisierungstechnik)

Grüße Flo

von Gladadel (Gast)


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Ja schon doof das Regelungstechnik nicht so einfach ist wie ein Arduino 
mit einem Beispiel zu Programmieren.
Frechheit das es Leute gibt die meinen sie würden absichtlich 
Ausgegrenzt weil sie zu faul sind die entsprechenden Grundlagen zu 
erlernen. Deswegen dauert so ein doofes Studium halt länger als eine 
halbe Stunde, weil man da viel Lernen muss und sich eben nicht alles 
Kindgerecht und einfach erklären lässt.

Bodediagramm und Ortskurven sind keine Abschreckung sonder Werkzeuge!
Die hingerotzten Formeln sind für dich wohl eine Fremdsprache weil du 
die Sprache nicht gelernt hast. Also wenn du kein Bock hast die Sprache 
zu lernen dann beschwere dich halt auch nicht das du es nicht verstehst.

Die verlinkte Anleitung ist doch sehr gut um einen Einstieg zu erlangen. 
Wenn du Begriffe nicht verstehst dann musst du dir zunächst das Wissen 
darüber aneignen, so wie es jeder andere auch macht.

Selbstkernende Algorithmen hat für mich jetzt nicht direkt was mit 
Regelungstechnik zu tun, daher würde ich halt eher danach suchen und 
dann diese zur Anwendung auf die Werte deines Reglers verwenden. Wenn du 
dein System gut Modellieren kannst,p ist es auch möglich die 
entsprechenden Werte für den Regler zu errechnen oder mit einer 
Simulation zu berechnen wenn die mathematische Formulierung zu aufwendig 
wird.

Ich sehe da Problem anders gelagert als der Ardunutzer. Mir fehlt eher 
die Lernbereitschaft und nötige Selbstreflexion vieler die erwarten das 
andere für sie alles Bereitstellen.
Ich bin absolut ein Freund davon eigene Entwicklungen zu teilen und 
Erfahrungen auszutauschen und zu Helfen, aber ich will nicht jemanden 
etwas vorkauen weil er schlicht zu faul ist sich selbst mit der Thematik 
auseinanderzusetzen und vor allem fehlendes Grundlagenwissen 
aufzustocken.

von Bernd K. (prof7bit)


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Dergute W. schrieb:
> Ich fass' mal zusammen: Wenn man nicht richtig programmieren kann und
> wenn man keine Ahnung von Regelungstechnik und Signaltheorie hat, ja,
> dann kann man sowas tatsaechlich nicht selbst programmieren. Oh Wunder.

Andereseits hat er aber als der Hobbybastler der er ist alle Zeit der 
Welt sich da einzulesen und schlau zu machen denn es lastet kein 
Zeitdruck auf ihm.

von Ardunutzer (Gast)


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Hallo

"Die hingerotzten Formeln sind für dich wohl eine Fremdsprache weil du
die Sprache nicht gelernt hast. Also wenn du kein Bock hast die Sprache
zu lernen dann beschwere dich halt auch nicht das du es nicht 
verstehst."

Jetzt kommen wir langsam zum Punkt an der (und auch anderen im Bereich 
der "harten" E-Technik) Sachen.

Warum sind den alle diese "Sprackkurse" (=> höhere Mathematik) alle so 
Praxisfern und Theoretisch aufgebaut?

Um beim Beispiel Sprachkurs bzw. Fremdsprache zu bleiben, was sogar 
erstaunlich gut passt:
Warum wird da (höhere Mathematik) nur auswendig gelernt, mit Grammatik 
um sich geworfen, irgendwelche Texte  "komisch" übersetzt die selbst 
wenn alles richtig gemacht wurde immer noch fern von jeder gesprochenen 
Alltagssprache ist, also wie Latein lernen auch heute noch 
"funktioniert" wie ich als "Zuschauer" sehen durfte (da hat sich in 
30Jahren - wohl aber noch viel länger nichts geändert).
Warum wird die höhere Mathematik nicht so wie heute und schon seit 
längeren (wohl so etwa seit vierzig Jahren)vermittelt wie z.B. Englisch 
gelehrt wird - aktiv, verständlich, angewandt, in Alltag nutzbar, als 
oft passendes Hilfswerkzeug  (Hilfssprache zwischen Menschen bei denen 
Englisch beides nicht die Muttersprache ist) das auch sehr gut 
funktioniert selbst wenn es nicht perfekt beherrscht wird aber seinen 
Zweck erfüllt. Als etwas was man aktiv und sinnvoll nutzt (Mathematik: 
Regelungstechnik, Operationsverstärker als intergrierer usw.) und fast 
automatisch dabei lernt und besser wird, manchmal sogar genießen kann 
(englischsprachige Serien, Bücher, File, Radioprogramme...) und das 
sogar selbst als relativer Fremdsprachentrottel?!

Warum Mathematik immer nur als Latein und nicht als Englisch (lernen 
mittels oder zusammen mit der E-Technik) oder Französisch (lernen mittel 
oder anhand der Finanzwesens) oder Spanisch (lernen mittels und anhand 
von Biologie) usw. ?

Theoretisches Zahlendrehen das erstmal sinnfrei erscheint macht keinen 
Spaß und ist einfach unendlich anstrengend (Und auch der Grund warum 
Mathematik bei so vielen auch lange nach der Schule verhasst ist und oft 
direkt "vergessen" wird).
Aber praktisch angewandte und direkt nützlich Mathematik (also eben 
nicht als Selbstzweck erscheint) - zumindest im jeweiligen 
Interessengebiet ist ein wunderbares Werkzeug das sogar Spaß machen 
kann, tja wenn es nur daran gelehrt werden würde, was es aber weder in 
der Schule als auch bei den meisten "Kursen" im Netz nicht wird (Ganz 
selten findet man das Ansatzweise und bei einzelnen Beispielen und mehr 
zufällig).

Ardunutzer

von Carl D. (jcw2)


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Ardunutzer schrieb:
>
> Warum Mathematik immer nur als Latein und nicht als Englisch (lernen
> mittels oder zusammen mit der E-Technik) oder Französisch (lernen mittel
> oder anhand der Finanzwesens) oder Spanisch (lernen mittels und anhand
> von Biologie) usw. ?

Der Vorteil der Lateinischen Mathematik gegenüber der Englischen ist, 
daß erstere vor mind. 2..3Jahrhunderten endete, während letztere bis zu 
den allerneusten Sache geht. Also letztere noch schwerer zu verstehen.

> Theoretisches Zahlendrehen das erstmal sinnfrei erscheint macht keinen
> Spaß und ist einfach unendlich anstrengend (Und auch der Grund warum
> Mathematik bei so vielen auch lange nach der Schule verhasst ist und oft
> direkt "vergessen" wird).
> Aber praktisch angewandte und direkt nützlich Mathematik (also eben
> nicht als Selbstzweck erscheint) - zumindest im jeweiligen
> Interessengebiet ist ein wunderbares Werkzeug das sogar Spaß machen
> kann, tja wenn es nur daran gelehrt werden würde, was es aber weder in
> der Schule als auch bei den meisten "Kursen" im Netz nicht wird (Ganz
> selten findet man das Ansatzweise und bei einzelnen Beispielen und mehr
> zufällig).

Weil erst mal Grundlagen da sein müssen, bevor man mit Praxisbezug 
kommt. Und zudem verstehen die Lernenden manchmal weder die Theorie noch 
den Praxisbezug. Daran können, aber müssen nicht nur die Lehrenden 
Schuld sein.

von aSma>> (Gast)


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Servus,
hier sind wieder soviele Labbertaschen, die nix von der Materie Ahnung 
haben dafür aber immer hier Scheiße häufeln.

Die ganzen Industrie Regler, um einen zu nennen Jumo Kompaktregler, 
kochen auch nur mit Wasser. Man muss diese einfach studieren. Die nehmen 
auch beim Autotuning ein Sprungantwort auf und setzen die felhenden 
Parameter ein.

Hier, wie auch schon vom TE erkannt, machen träge Strecken mit langen 
Totzeiten die meisten Probleme. Dafür gibt es auch schon Lösungen: Anti 
Windup nach Aström. Alles ansich kein Hexenwerk. Nur wenig Mathematik, 
Regelungstechnikwissen, einen geeigneten Messaufbau und losgehts.

Wenn ich in den Foren Arduino höre, dann haben ich ehrlich gesagt kein 
Bock irgendetwas zu schreiben. "Scheiß Sekte gehört ausgeräuchert". Das 
hat auch einst Nero zu den Juden/Christentum gesagt. Jetzt sieh her: 
Überall ist das Übel.

von Harald (Gast)


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Himmel, ist das hier wieder ein Gelaber.

Nicht jeder braucht alles zu verstehen. Vieles kann man einfach 
verwenden, wenn es mal jemand umgesetzt hat:

https://github.com/jackw01/arduino-pid-autotuner

von Wolle G. (wolleg)


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Bernd K. schrieb:
> Andereseits hat er aber als der Hobbybastler der er ist alle Zeit der
> Welt sich da einzulesen und schlau zu machen denn es lastet kein
> Zeitdruck auf ihm.

Sag das mal einem Rentner.

Kennst Du den Spruch:
"Rentner haben niemals Zeit!!" ?

: Bearbeitet durch User
von Rainer V. (a_zip)


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Ich frage mich nur, mit welchen Öfen der TO da zu tun hat. Der 
Töpferofen meiner geliebten Gattin aus den 80ern des letzten 
Jahrhunderts hatte so ein Display, an dem man eine Heizkurve (na ja, 
max. 4 Punkte) einstellen konnte und auch der großen Industrieofen auf 
der Arbeit kann eine Heizkurve fahren. Bei beiden gab es keine 
wochenlangen Versuchsläufe, um irgenwelche Regelparameter zu suchen. Ich 
erinnere mich aber an eine Firma, die Keramik-Beschichtungen an 
Werkzeugen machen wollte. Dort war man der Ansicht, dass die 
Ofentemperatur bei 1500°C auf +-1°C gehalten werden sollte. Ob das 
wirklich nötig war und ob sie es geschafft haben, habe ich nicht mehr 
mitbekommen...hatte aber einige Zweifel :-)
Gruß Rainer

von my2ct (Gast)


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aSma>> schrieb:
> Hier, wie auch schon vom TE erkannt, machen träge Strecken mit langen
> Totzeiten die meisten Probleme.

Totzeit und träge Strecke sollte man schon auseinanderhalten können, 
wenn man sich mit Regelungstechnik beschäftigt.
Wenn man nur irgendwelche Rezepte ohne Verständnis nachkocht, ist das 
allerdings egal, aber man darf sich hinterher aber nicht wundern, wenn 
es dann doch nicht so doll hin haut.

von Bernd K. (prof7bit)


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Rainer V. schrieb:
> Ich frage mich nur, mit welchen Öfen der TO da zu tun hat.

Ich vermute mal er ist irgendwie an einen alten Ofen mit kaputter 
Elektronik gekommen und will ihn jetzt mittels Arduino-Implantat 
irgendwie wiederbeleben.

von Joachim B. (jar)


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Tröte schrieb:
> Der Rauminhalt kann leicht mehrere Kubikmeter
> annehmen. Meist werden die Öfen wegen des hohen Heizbedarfes mit
> Drehstrom versorgt.

stimmt, hatte  1984 als Diplomarbeit einen Regler mit PC1500 für einen 
Ofen mit 1m³ gemacht

Beitrag "Re: Temperaturmessung bis 1000°C"

> Die Heizung wird von einem PID-Temperaturregler gesteuert, der meist von
> einem PT100 oder PT1000 seine Rückmeldung bekommt. Bei diesen Reglern
> musste früher die P, I, und D Konstante in langen Versuchsreihen über
> Tage und mitunter Monate ermittelt werden

oh ja ich erinnere mich an die langen Stunden.....

> Möchte man solche Regler auf dem Microcontroller implementieren, findet
> man PID Regelalgorithmen, die dieses aufwendige Finden der Konstanten
> benötigen.

wo ist das Problem, was der PC1500 in Basic vor 35 Jahren konnte kann 
ein heutiger µC auch

> Da hier mitunter hohe Leistungen mit mehreren 10 kW zu schalten sind,
> bei denen Triacs sehr erhitzen (Verlustleistung = 1,x Volt * einige zehn
> Ampere), wird hier manchmal auf nahezu verlustfrei schaltende Schütze
> zurückgegriffen

???, schon vor 35 Jahren wurden Tyrotakte benutzt also getaktete 
Thyristoren, voll elektronisch, "mein" Ofen 40kW !

> die dann nur alle ein bis fünf Minuten einmal aus- und
> einschalten. Das reicht bei großen Volumina und guter Dämmung aus, um
> dennoch auf 0,2 Grad genau zu regeln.

kein Wunder bei den Zeitkonstanten, aber selbst damals war meine 
Regelung schneller als 5 Minuten.

> Bei Triacs kommen hingegen
> schnelle Schaltzeiten im Sekundentakt zum Einsatz. Die benötigte
> Schaltzeit lässt sich bei solchen Industriereglern einstellen. Bei den
> hohen Strömen ist Nulldurchgangsschalten optimal. Dieses Verfahren ist
> bei den entsprechenden Temperaturreglern inzwischen Standard. Unten
> findet sich ein beispielhafter Link auf einen Regler, den ich schon
> vielfach eingesetzt habe und der zuverlässig funktioniert. [1]
> Gibt es solche selbstlernenden Algorithmen für Arduino /
> Microcontroller?

selber programmieren?

: Bearbeitet durch User
von Harald (Gast)


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>selber programmieren?

Nicht zwingend, es gibt natürlich eine Library.

Den Link hatte ich oben schon geposted.
https://github.com/jackw01/arduino-pid-autotuner

von Mario (Gast)


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Da ih PID Reglern sehr kritisch gegenüberstehe, muß ich auch mal meinen 
Senf dazugeben. Weil:
In vielen Fällen kennt man das Lastverhalten. D.h. ich weiß bzw kann 
messen bzw durch denken+testen ermitteln:
- wie lange brauche ich bis die Solltemperatur erreicht ist
- mit welcher Leistung muß ich weiter einheizen, damit im Leerlauf die 
Temperatur gehalten wird.
- Wie kann ich erkennen, ob gerade Wärmeverlust entsteht
- Wie kann ich erkennen, wei groß dieser in etwa ist
- Mit welcher Leistung kann ich das ausgleichen

Um einen guten PID Regler zu parametrieren brauchst du diese Parameter 
ohnehin mehr oder weniger genau. Außer die verläßt dich auf die 
SelbstlernFunktion, womit du gelegentlich mal auch sehr daneben liegst.
Ein industrieller PID Regler hat übrigens ein wenig Dokumantation, wo 
drinnen steht, wie man den händisch parametriert.

Wenn du selbst programmieren willst, dann mach eine Maßanfertigung wie 
oben erwähnt. Andernfalls kauf einen gscheiten, damit bist du am 
schnellsten am Ziel!

Mario

von Rainer V. (a_zip)


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Tröte schrieb:
> Der Anwender muss dann natürlich die Temperatur und Zeiten ermitteln.
> Aber für den Regelalgorithmus sind sie ohne Belang. Die selbstlernenden
> Regler kommen mit allem zurecht und optimieren schneller und besser, als
> ein Mensch das bei den alten nicht-selbstlernenden Reglern konnte.

Nachdem die Tröte seit längerem verstopft ist, möchte ich doch noch 
anmerken:
Die Begriffe selbstlernender Regler, auch gerne adaptiver Regler 
genannt, stammen vorrangig aus dem Pool der Marketingabteilungen! Wenn 
man eine Regelstrecke einstellen und optimieren will, dann muß man mit 
dem Teil "Spielen". Das heißt eben, dasss dabei im Fall eines großen 
Ofens auch große Leistung verballert wird! Wers glaubt besser machen zu 
können, melde sich flugs bei den einschlägigen Ofenbauern :-)
Gruß Rainer

von Pandur S. (jetztnicht)


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Das Wichtigste an Temperaturreglern ist das Verstaendnis worum's geht. 
Einfach ein PID - ist schon mal falsch.

Was macht ein PID ? Lassen wir den D mal weg, der bringt hier nichts. 
Was macht ein PI ?
Der P Teil verstaerkt den Fehler und geht mit dem Stellglied erst mal an 
den Anschlag. Hinreichend in der Naehe des Wertes, steuert der P den 
Fehler linear aus, und der I Anteil faehrt nach.
Am Ende steht der I Anteil auf einem Wert und der P ist auf Null. Die 
Zeit wurde im Wesentlich damit vertan, den Integrator nachfahren zu 
lassen.

Bei genauerer Ansicht stellt man fest, dass das Stellglied, im 
stationaeren Fall angesteuert durch den Integrator einen Wert abhaengig 
von der Endtemperatur benoetigt. Nichtlinear. Stellglied = function(T)

Man packt daher diese Funktion  f = Stellglied(Temperatur) in eine 
Tabelle.
Und laesst den Regler parallel laufen. Der Regler macht den dynamischen 
Teil, die Tabelle den Statischen.

von Rainer V. (a_zip)


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Und noch einmal gesagt. Je träger der Probant ist, um so leichter oder 
schwieriger :-) wird das Treffen einer vorgegebenen Kurve! Und das gilt 
doppelt bei gestandenen Öfen. Durch die Trägheit gibt es da eigentlich 
fast nichts zu regeln. Wenn man Überschwingen sicher vermeiden will, 
dann muß man entsprechend langsam an die Zieltemperatur ran. Und das 
gilt für alle anderen Punkte auf der Aufheizkurve auch so und wenn eine 
definierte Abkühlphase gefahren werden soll, dann zählt auch nur der 
Ofen mit seinen Aufbauparametern. So sehr ein Regler auch mögen wollte, 
der Ofen kühlt nicht schneller ab, als er nu mal kann.
Gruß Rainer

von Bernd K. (prof7bit)


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Rainer V. schrieb:
> Und das gilt
> doppelt bei gestandenen Öfen. Durch die Trägheit gibt es da eigentlich
> fast nichts zu regeln.

So ein Blödsinn. Will man eine konstante Temperatur braucht man zwingend 
einen Regler.

> Wenn man Überschwingen sicher vermeiden will,
> dann muß man entsprechend langsam an die Zieltemperatur ran.

Nein, dann muss man einfach nur zusehen zusehen daß der Regler zu den 
Eigenschaften der Regelstrecke passt und daß er vernünftig eingestellt 
ist, dann ist er deutlich schneller auf Solltemperatur und es gibt 
trotzdem keine Überschwinger.

Es hilft auch wenn man sich ein Modell machen kann das alle relevanten 
Eigenschaften der Regelstrecke abbildet, dann kann man sich in einer 
Simulation schön vor Augen führen was da wirklich passiert, warum der 
Ofen bei 40°C überschwingt und bei 80°C ewig die Temperatur nicht 
erreichen will und dann kann man sich überlegen wie man das kompensieren 
kann.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Bernd K. schrieb:
> Rainer V. schrieb:
>> Wenn man Überschwingen sicher vermeiden will,
>> dann muß man entsprechend langsam an die Zieltemperatur ran.
>
> Nein, dann muss man einfach nur zusehen zusehen daß der Regler zu den
> Eigenschaften der Regelstrecke passt und daß er vernünftig eingestellt
> ist, dann ist er deutlich schneller auf Solltemperatur und es gibt
> trotzdem keine Überschwinger.

Rainer, das ist falsch, ich habe Steigungen bis 1000°K/h programmiert, 
Kurve 2

https://www.mikrocontroller.net/attachment/234065/curve1.jpg

da gab es keine Überschwinger, kaum war ein Messwert über der 
Sollvorgabe, habe ich abgeschaltet. Die Erhöhung wurde sofort gestoppt.
Die Kurven pendelten immer um meine maximale 8-Bitauflösung also +-5K.
Mit besseren ADC wäre also eine kleinere Abweichung möglich gewesen.

Der damals gekaufte Regler mit den gleichem Stellglied hatte +-80K 
Überschwinger, also war der Regler mieser als mein PC1500.

Ich hatte aus Zeitgründen nur einen 2-Punktregler installiert, trotzdem 
mit beachtlichen Ergebnissen, PID wird da überbewertet.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Rainer V. schrieb:
> Wenn man Überschwingen sicher vermeiden will,
> dann muß man entsprechend langsam an die Zieltemperatur ran.

Mit einem schlecht parametrierten Regler ist das die einzige Option.

Ein vernünftiger Regler kennt die Eigenschaften des Ofens und schiebt 
bei einer Temperaturänderung genau so viel Energie rein, wie der Ofen 
braucht, um auf die Zieltemperatur zu kommen, zuzüglich der Leistung, 
die für den Ausgleich der Wärmeverluste an die Umgebung nötig ist.

von W.S. (Gast)


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Bonzo N. schrieb:
> Am Ende steht der I Anteil auf einem Wert und der P ist auf Null.

Das ist wohl die beste Idee, um einen netten Oszillator zu bauen.

Nee - allzu heftige Phasenverschiebungen durch einen großen I-Anteil 
sollte man vermeiden wie der Teufel das Weihwasser.

Immerhin lebt man ja in der realen Welt mit Bereichsbegrenzungen, wo die 
Elektronik am Anschlag ist - was in der reinen Mathematik gar nicht 
vorkommt. Zum Beispiel kann man zumeist nie so gut kühlen wie aufheizen. 
Deshalb muß man für einen zuverlässigen Betrieb den I-Anteil begrenzen 
und nur als Ausputzer für den Regelrest betrachten.

W.S.

von Stefan F. (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Rainer V. schrieb:
>> Und das gilt doppelt bei gestandenen Öfen.
>> Durch die Trägheit gibt es da eigentlich fast nichts zu regeln.

> So ein Blödsinn. Will man eine konstante Temperatur braucht man zwingend
> einen Regler.

Rainer meinte sicher, dass man keinen PID Regler benötigt, sondern ein 
einfacher 2-Punkt Regler seinen Zweck erfüllt.

Mit einer elektrischer Radiator Heizung hatte ich diesbezüglich mein 
erstes Schlüsselerlebnis. Völlig naiv wollte ich den Wunsch meiner Oma 
umsetzen, dass die Raum-Temperatur ihres Wohnzimmers möglichst konstant 
gehalten wird. Also baute ich einen Zweipunktregler mit minimaler 
Hysterese. Gerade so, dass das Relais nicht flattert. Damit der Sensor 
schnell reagiert, ließ ich ihn quasi aus dem Gehäuse des Regler heraus 
hängen.

Ergebnis: Die Raumtemperatur geriet in Schwingungen mit 5°C Amplitude. 
Das Raumklima war sehr unangenehm.

Das war für mich der Moment, mich erstmalig mit der Theorie zu befassen. 
An meinem "Problemfall" erkannte ich, folgende Punkte:

- Der Raum hat immer unterschiedlich warme Bereiche.
- Extrem "Fein" und schnell zu regeln, ist kontraproduktiv.
- Wenn der Thermostat "warm genug" erkennt, heißt der Heizkörper ohne 
Strom noch lange weiter.
- Wenn der Thermostat "zu kalt" erkennt, dauert es viele Minuten, bis 
die Wärme im ganzen Raum spürbar wird.
- Man muss zwischen warmer Luft und Strahlungswärme unterscheiden.

Der Regelkreis neigt zum Schwingen. Ich musste den Regler daher sehr 
viel träger machen, als geplant. Damit war natürlich die Forderung nach 
möglichst konstanter Raumtemperatur wieder im Anus. Ich erkannte, dass 
der originale Regler am Heizkörper bereits optimal funktionierte. 
Wesentlich besser war es selbst mit einem extern woanders angebrachten 
Fühler/Regler leider nicht.

Mein nächster Schritt war, einen NiboBee Roboter (ähnlich Asuro) so zu 
programmieren, dass er bestimmte vorprogrammierte Strecken und 
Geschwindigkeiten abfuhr. Das war sehr aufschlussreich, kann ich nur 
jedem Empfehlen, der in das Thema Regelungstechnik einsteigen möchte. 
Was du dabei lernst, ist auch woanders nützlich.

von heinz (Gast)


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>Das ist wohl die beste Idee, um einen netten Oszillator zu bauen.

Das ist wie jeder PI(D) funktioniert.

Wenn Ist == Soll -> e=0
KP*0 + KI* esum

da bleibt nur der I Anteil.

von Joachim B. (jar)


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Stefanus F. schrieb:
> Bernd K. schrieb:
> Rainer meinte sicher, dass man keinen PID Regler benötigt, sondern ein
> einfacher 2-Punkt Regler seinen Zweck erfüllt.

hatte ich bewiesen

Stefanus F. schrieb:
> Mit einer elektrischer Radiator Heizung hatte ich diesbezüglich mein
> erstes Schlüsselerlebnis. Völlig naiv wollte ich den Wunsch meiner Oma
> umsetzen, dass die Raum-Temperatur ihres Wohnzimmers möglichst konstant
> gehalten wird. Also baute ich einen Zweipunktregler mit minimaler
> Hysterese. Gerade so, dass das Relais nicht flattert. Damit der Sensor
> schnell reagiert, ließ ich ihn quasi aus dem Gehäuse des Regler heraus
> hängen.
>
> Ergebnis: Die Raumtemperatur geriet in Schwingungen mit 5°C Amplitude.
> Das Raumklima war sehr unangenehm.

Der kleine Unterschied ist die Wärmekapzität eines Widerstandsofen und 
die Wärmeverluste desselben.

Da schwingt nichts so leicht wie bei deiner Raumtemperatur

> Das war für mich der Moment, mich erstmalig mit der Theorie zu befassen.
> An meinem "Problemfall" erkannte ich, folgende Punkte:
>
> - Der Raum hat immer unterschiedlich warme Bereiche.

stimmt

> - Extrem "Fein" und schnell zu regeln, ist kontraproduktiv.
> - Wenn der Thermostat "warm genug" erkennt, heißt der Heizkörper ohne
> Strom noch lange weiter.

Wenn dein Fühler träge ist wird eine Änderung nicht schnell 
weitergeleitet.
Dein Heizkörper ist träge, eine Heizschlange im Widerstandsofen viel 
schneller, da wird Heizen beim Abschalten SOFORT gestoppt.

> - Wenn der Thermostat "zu kalt" erkennt, dauert es viele Minuten, bis
> die Wärme im ganzen Raum spürbar wird.
> - Man muss zwischen warmer Luft und Strahlungswärme unterscheiden.

> Der Regelkreis neigt zum Schwingen. Ich musste den Regler daher sehr
> viel träger machen

hmmm, meiner war allenfalls durch den Interpreter träge, aber es gab 
trotzdem keine Überschwinger.

von Stefan F. (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Dein Heizkörper ist träge, eine Heizschlange im Widerstandsofen viel
> schneller, da wird Heizen beim Abschalten SOFORT gestoppt.

Von was für einem Ofen reden wir überhaupt?

von Lurchi (Gast)


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Bei den PID Reglern gibt es 3 Stufen der Schwierigkeit:
1) einfach nur der PID Regler wo man die Parameter von Hand eingibt.

2) ein PID Regler und ein getrennter Programmteil um die Parameter zu 
bestimmen.

3) ein Regler der im Hintergrund die Regelparameter optimiert. Als Start 
braucht man da inder Regler die Version 2.

Die 2. Variante ist dass was man öfter als selbst-lernende Regler zu 
kaufen bekommt. Im Prinzip ist das etwa eine Umsetzung einer (oder ggf. 
ein paar zur Wahl) der Faustregeln zum Abgleich in Software. D.h. es 
wird ein Testprogramm gefahren und danach die PID Parameter berechnet. 
Feinheiten, wie eine von der Temperatur abhängige Zeitkonstante werden 
dabei in der Regel nicht erfasst.

Die 3. Stufe ist schon recht aufwändig und nicht wirklich trivial und 
ggf. auch nicht für jedes System möglich.

von Rainer V. (a_zip)


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Wolfgang schrieb:
> Ein vernünftiger Regler kennt die Eigenschaften des Ofens und schiebt
> bei einer Temperaturänderung genau so viel Energie rein, wie der Ofen
> braucht, um auf die Zieltemperatur zu kommen, zuzüglich der Leistung,
> die für den Ausgleich der Wärmeverluste an die Umgebung nötig ist.

Es ist ja auch alles richtig, was hier geschrieben wurde. Nur habe ich 
den TO so verstanden, dass er gerade die Systemparameter von seinem 
selbstlerneden Regler ermittelt haben will und dabei u.A. die nötigen 
Aufheiz- und Abkühlphasen (als Kilowatt in die Luft gepustet) vermeiden 
will. Und das geht wohl kaum :-) Im Übrigen denke ich bei dem Begriff 
"Industrieofen" auch weniger an 150°C, sondern eher an 500 oder 1000°C.
Ich antworte daher mit einem klaren Nein an den TO. Wenn du einen 
Industrieofen kaufst, dann hat der Hersteller das alles schon gemacht 
und für einen bestimmten Ofentyp eine mehr oder weniger gute Regelung 
eingebaut. Und diese Arbeit muß nun einmal gemacht werden!
Gruß Rainer

von Harald (Gast)


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Ja, man sollte ein wenig Modellbildung betreiben:

https://newton.ex.ac.uk/teaching/CDHW/Feedback/PHY3128-CW070901-1.pdf

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Da könnte man ja in LTspice spielen bis man die richtigen Parameter hat 
bzw. gleich den Optimizer laufen lassen.

von Joachim B. (jar)


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Stefanus F. schrieb:
> Von was für einem Ofen reden wir überhaupt?

steht am Anfang

Tröte schrieb:
> Es gibt massenweise Industrie-Umluftöfen
> Da hier mitunter hohe Leistungen mit mehreren 10 kW zu schalten sind

Der Ofen meiner Diplomarbeit Temperaturkurvenvorgabe/Regelung 40kW, 
1200°C maximale Temperatur.

Vielleicht habe ich das ja falsch verstanden, es ging nicht um 
Zimmerstuben.

Rainer V. schrieb:
> Im Übrigen denke ich bei dem Begriff
> "Industrieofen" auch weniger an 150°C, sondern eher an 500 oder 1000°C.
> Ich antworte daher mit einem klaren Nein an den TO. Wenn du einen
> Industrieofen kaufst, dann hat der Hersteller das alles schon gemacht
> und für einen bestimmten Ofentyp eine mehr oder weniger gute Regelung
> eingebaut. Und diese Arbeit muß nun einmal gemacht werden!
> Gruß Rainer

nun ja der damals gekaufte Regler pendelte +-40K also 80K Hub, das war 
mies!

: Bearbeitet durch User
von Tröte (Gast)


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Joachim B. schrieb:
>> Da hier mitunter hohe Leistungen mit mehreren 10 kW zu schalten sind,
>> bei denen Triacs sehr erhitzen (Verlustleistung = 1,x Volt * einige zehn
>> Ampere), wird hier manchmal auf nahezu verlustfrei schaltende Schütze
>> zurückgegriffen
>
> ???, schon vor 35 Jahren wurden Tyrotakte benutzt also getaktete
> Thyristoren, voll elektronisch, "mein" Ofen 40kW !

Die größten Öfen, die hier stehen, haben nur die Hälfte. Ich weiß nicht 
genau, wofür Deine Fragezeichen stehen. Bei einem mit Triacs (oder 
antiparallelen Thyristoren) gesteuerten 40kW Ofen entstehen "voll 
elektronisch" bei 1 bis 2 Volt Spannungsabfall am Triac multipliziert 
mit rundweg 180 Ampere die Leistung eines fetten Lötkolbens, die dort 
verbrät und weggekühlt werden muss. Schütze hingegen haben nahezu keinen 
Spannungabfall.

Beantwortet das Deine Frage?
Oder gibt es bei Deiner Lösung mit "Tyrotakte" (bei Wikipedia nicht 
gefunden) keine Hitzeentwicklung im elektronischen Schalter?

Zitat:
"Voltage drop across thyristor in the on state is of the order of 1 to 2 
V"
Quelle:
https://www.electrical4u.com/characteristics-of-thyristor/
sowie Datenblätter von Thyristoren und Triacs und eigene Messungen.

von Dieter W. (dds5)


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Stefanus F. schrieb:
> Rainer meinte sicher, dass man keinen PID Regler benötigt, sondern ein
> einfacher 2-Punkt Regler seinen Zweck erfüllt.

Das sind 2 verschiedene Paar Stiefel, eine PID Struktur kann sowohl in 
einem 2-Punkt als auch in einem kontinuierlichen Regler realisiert sein.

Davon abgesehen wird man einen Ofen kaum mit bereits parametriertem 
Regler kaufen können.
Es ist nämlich durchaus ein Unterschied in den Parametern ob ich einen 
Ofen mit Inhalt aufheize (und wieder abkühlen lasse) oder bei heißem 
Ofen neue kalte Teile einbringe.

Stichworte Führungsoptimiert bzw. Störungsoptimiert

von Stefan F. (Gast)


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Dieter W. schrieb:
> Es ist nämlich durchaus ein Unterschied in den Parametern ob ich einen
> Ofen mit Inhalt aufheize (und wieder abkühlen lasse) oder bei heißem
> Ofen neue kalte Teile einbringe.

Damit hast du eine Worte von weiter oben wiederholt. Mir brauchst du das 
nicht zu erklären.

von Chris (Gast)


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Normalerweise programmiert man die Grad/Min rein.
Z.b. muss man zwischen 120 und 150 Grad langsam durchlaufen da hier das 
Wasser rausmuss. Ab 200 Grad kann man dann die Lueftungsauslass oben 
zutun welcher da ist damit das Wasserdampf entweichen kann.  Zwischen 
200 und 270 gibt es auch so eine spezielle Übergangstemperatur  und dann 
noch eine ...
Aber das hängt davon ab was man macht.

Pid ist einfach dank dieser lib und das Ausmessen der Trägheit sowie 
auch der Leistung ist einfach.
Man stellt den pwm(relay) auf 20% . beobachtet die Zeit die es für eine 
10 oder 20 grad Temperaturregelung braucht, also z.b. 25 grad raumtemp, 
man misst die Zeit bis die Temp 35 und 55 grad hat. Erstere ist die 
Tragheitkonstante, zweiter Wert die Leistung.
Damit kann man Pu usw errechnet
Damit fährt man den pid bis 60-70% der Endtemperatur.
Hier wird dann Autotuning gemacht, welches je nach Genauigkeit 10 Grad 
unter der Endtemperatur wiederholt wird.

von Stefan F. (Gast)


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Chris schrieb:
> da hier das Wasser rausmuss...
> Zwischen 200 und 270 gibt es auch so eine spezielle Übergangstemperatur

Wo muss Wasser raus und warum?

Mir ist immer noch nicht klar, um welchen Ofen und welches "Gargut" es 
sich handelt. Mir scheint, dass hier jeder, der irgendeinen Ofen kennt, 
davon ausgeht, das sein Anwendungsfall der des TO sei. Dabei hat der TO 
immer nicht einmal ansatzweise beschrieben, was sein Anwendungsfall ist.

jedenfalls dient der einzige Industrielle Ofen, den ich jemals benutzt 
habe, dazu, Essen warm zu machen. Aber es könnte ja auch ein Gerät zum 
Herstellen von elektronischen Baugruppen sein, oder ein Töpferofen, oder 
ein Hilfsmittel für einen Schmied, oder ein Heizofen für Räume, oder ein 
Gerät zum Dörren von Fleisch oder Obst, oder eine Heizung für die Sauna, 
oder weiß der Henker was.

Der TO lacht sich sicher schon kaputt, wie hier alle den Wissenden 
spielen obwohl sie meilenweit an seinem Ofen vorbei fahren.

von Joachim B. (jar)


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Stefanus F. schrieb:
> Wo muss Wasser raus und warum?

bei Keramik, langsam austrocken mit niedriger Steigung der Temperatur, 
Haltezeit zur Entspannung, Brennvorgang mit "Höchstgeschwindigkeit"

Andere Anwendung Tabakpflanzen trocknen, Temperatursteigerung in Tagen

mehr weiss ich grad nicht, aber es gibt vermutlich mehr Anwendungen wo 
man Sollvorgaben in den Temperaturkurven benötigt.

von Rainer V. (a_zip)


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Na ja, der Töpferofen war ja nur ein Beispiel von mir und vor allem ein 
Beispiel dafür, dass der nicht erst "eingefahren" werden mußte, sondern 
das der aufgestellt wurde, mit dem Brenngut beschickt wurde und dann mit 
der gewünschten Heizkurve angestellt wurde...
Gruß Rainer

von Rainer V. (a_zip)


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Joachim B. schrieb:
> Andere Anwendung Tabakpflanzen trocknen, Temperatursteigerung in Tagen

Na ja, ich glaube nicht, dass da im Hobbybereich was abgeht! Außerdem, 
wenn du das schon selbst machen willst, dann fermentiert du/man 
Tabakblätter mit dem Bügeleisen.
Gruß Rainer

von Peter D. (peda)


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Tröte schrieb:
> Bei diesen Reglern
> musste früher die P, I, und D Konstante in langen Versuchsreihen über
> Tage und mitunter Monate ermittelt werden

Das war vielleicht bei den alten analogen Regelungen von vor 50 Jahren 
so.
Digitale Regelungen sind schon seit ewigen Zeiten selbstjustierend, z.B. 
die Eurotherm-Regler. In der Regel benutzen sie dazu die Sprungantwort. 
D.h. sie heizen einfach eine bestimmte Zeit und messen dann die Totzeit 
und das Überschwingen. Das Überschwingen ist natürlich keine Konstante, 
sondern bei kleinen Temperaturen (100°C) höher, als bei hohen 
Temperaturen (1000°C). Auch ist es bei einem leeren Ofen höher, als bei 
einem vollen Ofen.
Die Regelung adaptiert sich daher bei jedem Heizprozess neu.
Das Überschwingen ist in der Regel auch nur nahe der Endtemperatur 
kritisch. Und bis dahin hat die Regelung genügend Zeit, sich zu 
optimieren.

von Alex G. (dragongamer)


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Peter D. schrieb:
> Digitale Regelungen sind schon seit ewigen Zeiten selbstjustierend, z.B.
> die Eurotherm-Regler. In der Regel benutzen sie dazu die Sprungantwort.
> D.h. sie heizen einfach eine bestimmte Zeit und messen dann die Totzeit
> und das Überschwingen. Das Überschwingen ist natürlich keine Konstante,
> sondern bei kleinen Temperaturen (100°C) höher, als bei hohen
> Temperaturen (1000°C). Auch ist es bei einem leeren Ofen höher, als bei
> einem vollen Ofen.
> Die Regelung adaptiert sich daher bei jedem Heizprozess neu.
> Das Überschwingen ist in der Regel auch nur nahe der Endtemperatur
> kritisch. Und bis dahin hat die Regelung genügend Zeit, sich zu
> optimieren.
So dachte ich mir das eigentlich auch immer.
Kennst du zufällig verfügbaren Code für sowas? Denke damit wäre dem TE 
schon geholfen (und manch anderen auch - wollte sowas einst auch mal 
probieren).

von Bernd K. (prof7bit)


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Rainer V. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> Andere Anwendung Tabakpflanzen trocknen, Temperatursteigerung in Tagen
>
> Na ja, ich glaube nicht, dass da im Hobbybereich was abgeht!

"Tabak" steht hier nur stellvertretend für die Klasse von Pflanzen die 
man gerne trocknen möchte, einige davon bislang fast ausschließlich im 
Hobbybereich. Das ist ein riesiger Markt!

von Ronny Schmidt (Gast)


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Klasse Beiträge, leider ist die Entwicklung nahezu überall so.

Viel Gerede und einer will schlauer als der Andere sein.

Wenn man jemand bei einem Problem helfen möchte, muss man das Problem 
erste einmal kennen.

Ein Problem zu präsentieren und die Lösung dazu zu liefern, ist fast 
immer "to much"!

HEGDL Ronny

von Stefan F. (Gast)


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Ronny Schmidt schrieb:
> Viel Gerede und einer will schlauer als der Andere sein.

Schau mal in den Spiegel. Auch von dir kam nur "Gerede".

von Forist (Gast)


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Tröte schrieb:
> Heute haben die industrieellen Temperaturregler einen
> Selbstlernalgorithmus. Dieser muss dann ausgeführt werden, wenn der Ofen
> leer ist.

Nennt sich "Systemidentifikation" und das war schon vor 30 Jahren Stand 
der Technik.

von malhier (Gast)


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Schaut mal auf das Datum, der Thread ist schon längst begraben :-)

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