Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Zeitgesteuerte Themperaturregelung


von Christian Z. (duc)


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Hallo an das Forum.
Ich möchte einen Themperierofen bauen, da ich Kohlefaserteile produziere 
und diese dann nach genauen Vorgaben der Harzhersteller sowohl zeitlich 
als auch themperaturseitig getempert werden müssen.
Der Temperaturbereich liegt zwischen 20 und 100 Grad und die Zeitspannen 
von 1 bis 24 h.

Beispiel:
Innerhalb 1 Std aufheizen auf 40Grad, 2Std halten, dann innerhalb von 
4Std aufheizen auf 80Grad, 2Std halten.

Bei welcher Firma könnte ich so ein Steuergerät erwerben, am besten noch 
mit Protokollfunktion?

Schon mal danke für die Hilfe.

von Dieter (Gast)


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Das Profil kann eine große Anzahl von Klimaschränken und Klimakammern 
fahren.

Welche Geräte gut sind, kann ich Dir nicht sagen, aber die Suchmaschine 
spukt da schon was aus wie zum Beispiel:
https://www.cik-solutions.com/pruefkammern-zur-umweltsimulation/klimakammern/
und gebrauchte:
https://www.rosenkranz-temperatur-klimatechnik.com/

Es ist ein Unterschied ob für Versuchszwecke oder für die Prodkuktion 
getempert wird, siehe auch ISO 9000 usw.

von Ansgar K. (malefiz)


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Zum Beispiel Jumo baut Programmregler die sowas können.

Definier vorab protokollieren.
Du möchtest den Temperatur Verlauf anschauen.
Oder der Kunde sagt Produkt x aus Charge y hat nicht gehalten wie sah 
die Kurve aus vom 20.10 letzten Jahres

von npn (Gast)


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Dieter schrieb:
> aber die Suchmaschine spukt

Ich ahnte schon länger, dass da Geister im Spiel sind :-)

von MaWin (Gast)


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Christian Z. schrieb:
> Bei welcher Firma könnte ich so ein Steuergerät erwerben

Kiln Ramp Controller.

https://www.ebay.de/itm/PID-Temperature-Controller-Ramp-Soak-Kiln-50-Setpoints-Paragon-Pottery-Ceramic-/111049577805

> am besten noch mit Protokollfunktion?

Uff, eher nicht.

von Dieter (Gast)


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npn schrieb:
> Dieter schrieb:
>> aber die Suchmaschine spukt
> Ich ahnte schon länger, dass da Geister im Spiel sind :-)
Wenn die Suchmaschine spuckte aus..., dann hätte diese ja das Kotzen 
gekriegt. ;-)

Eine kleine SPS (SpeicherProgrammierte Steuerung) könnte so etwas auch 
bewerkstelligen.

von Sebastian S. (amateur)


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Ich würde ebenfalls eine einfache SPS empfehlen.
Der Messbereich ist nicht besonders exotisch.
Die zeitlichen Anforderungen ebenfalls.
 Jede SPS kann alle möglichen Zeiten abarbeiten.
Und ein Schütz ansteuern, kann auch die dümmste SPS.

von Zuzel (Gast)


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Hallo

"Innerhalb 1 Std aufheizen auf 40Grad, 2Std halten, dann innerhalb von
4Std aufheizen auf 80Grad, 2Std halten."

Genau das empfinde ich aber als den anspruchsvollen Teil an der Sache.
Wie teile ich den der Steuerung (SPS, "intelligentes" Themostat...), 
welche Heizleistung zugeschaltet werden muss um die gewollte Kurve zu 
erreichen?

Oder bedeutet innerhalb einer Stunde das es egal ist ob die 40°C nach 2 
Minuten erreicht werden und es dann dabei bleibt oder auch auch z.B. 50 
Minuten nicht passiert und in den letzten 10 Minuten hoch geheizt wird.?
Das ist ja schon ein gewisser Unterschied.
Wenn das nicht egal ist, wie ich stark vermute, dann wird das doch ein 
heftiger Ausflug in die Regeltechnik werden.
Dabei dann Überschwinger, zu schnellen oder zu langsamen Hochlauf zu 
vermeiden stelle ich mir sehr schwer vor der SPS, den "intelligenten" 
Thermostaten oder der "nackten" Steuerung (also ohne fest zugehörigen 
Klimaschrank) zu vermitteln.

Bei einen Klimaschrank sind dessen Parameter den Hersteller wohl bekannt 
und es wird der Steuerung durch den Anwender tatsächlich einfach gesagt 
werden können "Heize innerhalb x Minuten gleichmäßig um y Grad auf...
Nur habe ich rein vom Gefühl her die Befürchtung das so ein Klimaschrank 
schon bei kleinen Größen sehr teuer werden wird (Kohlefaserteile sind ja 
meist irgendwelche Karosserieteile, Innenhausbauten von Fahrzeugen, 
Pulte etc. und die sind nun mal recht Voluminös...)und auch die 
Anschlussleistung nicht unbedingt vernachlässigbar ist (...)
Die Anfrage klingt sowieso irgendwie Privat, Hobby mässig oder maximal 
Kleingewerbe wo die Kohlefaserteile nur einen kleinen Anteil 
ausmachen... und nicht zehntausende Euro nur für ein Werkzeug ausgegeben 
werden können.

Zuzel

von Harald W. (wilhelms)


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Sebastian S. schrieb:

> Ich würde ebenfalls eine einfache SPS empfehlen.

Ich kenne mich mit SPS nicht besonders gut aus, aber sind die
wirklich intelligent genug, um damit eine Temperaturregelung
zu bauen?

von Dieter (Gast)


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Du benötigst eine Klimakammer, die zum Beispiel durch so eine einfache 
Folge programmieren läßt:

t, C
0, 20
60, 40
180, 40
420, 80
540, 80
600, 20

D.h. fährt ein Programm duch nach den Vorgaben einer cvs-Datei, wenn es 
vernetzt wäre.
Solche Daten würde über ein Display eingegeben beim Klimaschrank im 
letzten Jahrtausend. Markenname und Typen der Geräte kann ich nicht 
angeben. Hatte mir das damals auch nicht gemerkt und dort kann ich nicht 
mehr nachfragen.

Wie groß sind denn die Teile maximal, dh. benötigte Größe der 
Klimakammer?

von Christian Z. (duc)


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Hallo Malefiz,
im Grunde nach hätte ich die Protokollfunktion nur dazu gebraucht um 
mich selbst davon zu überzeugen, wie der Themperiervorgang verlaufen 
ist. Sollte ich tatsächlich mal eine gewerbliche Produktion anstreben, 
wäre die Protokollfuntion Bedingung für Bauteile z.B. im KFZ-Bereich.

von Christian Z. (duc)


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Dieter schrieb:
> Wie groß sind denn die Teile maximal, dh. benötigte Größe der
> Klimakammer?

Erst mal sehr klein, um in meine Garage zu passen.
Ca. L2xB1xH1, später dann mal ca. so groß wie eine Einzelgarage.

von Christian Z. (duc)


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Hallo Zuzel,
die Aufheizzeiten müssen tatsächlich linear verlaufen, da diese durch 
den Harzhersteller vorgegeben sind.

Die Produktion wird erst mal im Hobbybereich stattfinden.

Christian

von Dieter (Gast)


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Bei dieser Größe die notwendige Temperaturhomogenität zu erreichen, 
erfordert bereits schon etwas mehr Aufwand auch schon bei der Steuerung 
der Heizstäbe. Es muss die Termperaturverteilung gemessen werden. Die 
Kamer muss gut isoliert werden.

Das Harz dampft dabei auch etwas aus und es muss aufgepaßt werden, dass 
sich keine entzündlichen Dämpfe in der Kammer bilden. Gut isolierte 
Kammer mit wärmerückgewinnender Belüftung wird das werden.

Die Idee einfach eine Kammer zu bauen, einen Heizstab, einen 
Temperatursensor einzubauen und damit die das Ganze zu steuern, ist hier 
sicherlich zu einfach gedacht. Bei der Größe eines normalen 
Küchenbackofens mag das noch reichen, aber hier ist schon mehr Aufwand 
zu treiben.
Ein paar Messsensoren sind zu plazieren, ausreichend verteilte Heizstäbe 
und Luftzirkulation mit aktiven Lüftungskomponenten (Prinzip wie beim 
Heißluftofen).

von Christian Z. (duc)


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Dieter schrieb:
> Die Idee einfach eine Kammer zu bauen, einen Heizstab, einen
> Temperatursensor einzubauen und damit die das Ganze zu steuern, ist hier
> sicherlich zu einfach gedacht.

Genau so hätte ich mir das als „Hobbyproduzent“ vorgestellt. Anfangs 
hatte ich gedacht das folgende Geräte (Inkbird ITC-308 Digitaler 
Temperaturregler mit fühler, Heizen Kühlen Temperaturschalter, 230V 
Thermostate ) zu verwenden und die Kammer von außen durch eine Öffnung 
in der Wand mit einem Heizgerät zu beheizen. Aber dann kam mir die Idee 
mit der zeitgesteuerten Themperaturregelung. So wie ich es in meinem 
Lehrbetrieb 1993 erlebt hatte.

Das Thema mit Dämpfen stellt sich so nicht. Im Härtungsprozess wird bei 
Raumtemperatur vorgehärtet, so dass es im Ofen zu keiner 
explosionsgefährdeten Ausdünstung von Styrol- bzw. Epoxyddämpfen kommen 
kann. Es ist ja nicht so wie beim kochen in der Küche, wo Wasserdampf 
und Fett nach Monaten von den Schränken geputzt werden muss.

von MaWin (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Ich kenne mich mit SPS nicht besonders gut aus, aber sind die
> wirklich intelligent genug, um damit eine Temperaturregelung
> zu bauen?

Ja, leicht. Die Frage ist eher: bist du erfahren genug, auf einer SPS 
mit seiner unmöglichen Programmiersprache 'AWL' einen selbsttunenden PID 
Algorithmus zu programmieren.

Daher ist so ein Satz Schwachsinn:

Sebastian S. schrieb:
> Ich würde ebenfalls eine einfache SPS empfehlen.

Kann Rater Sebastian nämlich sicherlich auch nicht.

von Ansgar K. (malefiz)


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https://www.jumo.de/web/products/apps/productdetailpage?pdpId=703571

Mit sowas kannst du dort was Steuern aber der Regler wird so um 1000€ 
liegen

von Lurchi (Gast)


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Für die Protokoll-funktion könnte man einen separaten Temperatur logger 
nutzen. Übergetrennte Sensoren kriegt man auch ein Gefühl dafür wie 
homogen die Temperatur ist.

von Christian Z. (duc)


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Also erst einmal vielen Dank an alle diejenigen, welche innerhalb 
kürzester Zeit mit so viel Information beigetragen haben.
Ich muss gestehen, dass die Umsetzung meines Problems mit einer 
einfachen und kostengünstigen Lösung nicht zu realisieren ist.
Da ich selbst in der Regelungstechnik keine Ahnung habe und auch kein 
SPS programmieren kann, werde ich auf handelsübliche Produkte auf Amazon 
wie z.B. Inkbird ITC-308 Digitaler Temperaturregler mit fühler, Heizen 
Kühlen Temperaturschalter, 230V Thermostate zurückgreifen müssen. Ich 
dachte, es würde auf dem freien Markt ein Modul geben, welches ich im 
ganzen kaufen könnte.
Dafür extra eine Fachfirma zu beauftragen ist für mich zu kostspielig.
Also Danke nochmals an alle Beitragsschreiber.
Grüße, Christian

von Lothar M. (Gast)


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Für deine Zwecke wäre der Inkbird ITC-310T-B besser geeignet.

Selbiger kann 12 Temperaturstufen programmiert abfahren.

https://www.amazon.de/Inkbird-Programmierbare-Temperaturregler-Schaltsteckdose-Temperaturkontrolle/dp/B072BXC76Z

Bierbrauer benutzen den häufig um damit ihre Rasten (verschiedene 
Temperaturstufen) zu fahren.

von Christian Z. (duc)


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Hallo an das Forum,
ein kleines Update für diejenigen, die es interessiert.
Ich habe die Fa. Hesch angeschrieben und folgende Antwort erhalten.

„Vielen Dank für Ihre Anfrage. Diese Temperaturregelung ist mit unserem 
MFC realisierbar. Der MFC hat eine Datenlogger-Funktion, somit können 
Sie sich die Daten per USB-Stick abholen und entsprechend drucken.„

Durch die Fa. Hesch würde ein „kleines“ Programm geschrieben, welches 
dann zum Lieferumfang gehören würde.

Problem an der ganzen Sache ist nur, dass allein die Lizenzgebühr für 
die Software bereits bei über 500€ liegt.
Das angebotene Starterset käme dann auf ca. 1.500€. Für eine erstmals 
„hobbymäßige“ Verwendung ist mir das allerdings erst einmal zu teuer.

Kann mir aus dem Forum vielleicht jemand eine günstigere Alternative 
nennen oder ist mein Problem nur in dieser Preisklasse zu beheben?

von Walter K. (walter_k488)


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Dieter schrieb:
> siehe auch ISO 9000 usw.

LoL

von Rainer V. (a_zip)


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Christian Z. schrieb:
> Ich habe die Fa. Hesch angeschrieben

Habe mir deren Produkte jetzt nicht angesehen, aber ein "Starterkit" für 
1500€ scheint mir doch angemessen...zumal du ja erst mal mit deinen 
Teilen die Größe einer Garage nicht überschreiten willst! Hobby- oder 
Bastelmäßig muß ja nicht zwingend 1€ bedeuten und da du mindestens für 
die nötige Elektronik keine Ahnung mitbringst, wird das nichts mit 
deinem Projekt-Selbstbau. Wenn du unbedingt mit dem Verfahren 
herumspielen willst, dann nimm doch erst mal den heimischen Backofen. 
Danach kannst du sicher entscheiden, ob du "mehr" machen willst...
Viel Spass trotzdem und Gruß, Rainer

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