Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wärmeschrank Temperatur-Regeln


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von Thomas N. (Gast)


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Zum Tempern von Kunststoffen habe ich einen Wärmeschrank aka 
Tellerwärmer für die Gastronomie gekauft.
Geregelt wird der über ein Energieregler mit Thermostat (so ein dünner 
Metallschlauch der in den Wärmeschrank geht) von 30-85°C.

Für meine Anwendung benötige ich eine relativ genaue Temperatur, das 
schafft der Wärmeschrank aber nicht.

Wenn ich 30°C einstelle, heizt er bis auf 50°C, dann fällt die 
Temperatur unter 30°C und er heizt wieder auf.
Genauso ist es wenn ich ihn auf 80°C stelle, dann heizt er auf über 
120°C und schaltet bei 60°C wieder ein.

Ich benötige aber eine relativ konstante Temperatur. Problem was ich 
erkannt habe ist die Wärmekapazität des Wärmeschrank selber. Wenn er 
abgeschaltet hat, geht er locker noch 10°C höher, bis die Temperatur 
abfällt.

In dem Wärmeschrank ist oben ein Umlüfter, der läuft NUR wenn der 
Schrank auch heizt, evt. wär es eine Idee in dauerhaft laufen zu lassen 
um so eine Umluft zu erzeugen und Hitzestaus zu vermeiden...
Eine andere Lösungsmöglichkeit wäre, den Schrank extern Temperatur zu 
regeln, also so ein Temperaturregler wo die Sonde im Wärmeschrank ist, 
und der Schrank über eine Temperatursteuerbare Schukodose ein und 
ausgeschaltet wird, je nach dem wie hoch Solltemperatur eingestellt ist. 
Nur bleibt immer das Problem mit der Wärmekapazität der Heizspirale 
selber.

Hat jemand andere Lösungsansätze wie man den Wärmeschrank 
Temperaturstabil + -10°C halten kann?

von Günter Lenz (Gast)


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von Günter Lenz (Gast)


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Falls dir die Hysterese zu groß ist mußt du R6
kleiner machen.

von oszi40 (Gast)


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Thomas N. schrieb:
> Hat jemand andere Lösungsansätze wie man den Wärmeschrank
> Temperaturstabil + -10°C halten kann?

Hysterese am Temperaturregler verkleinern. Zu kleine Hysterese hat 
leider viele Schaltzyklen zur Folge. Weiterhin sollte Deine Heizleistung 
zur Masse/Volumen passen. Frag die Aquarienfreunde!

von MaWin (Gast)


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Thomas N. schrieb:
> Hat jemand andere Lösungsansätze wie man den Wärmeschrank
> Temperaturstabil + -10°C halten kann?

Dafür reicht vielleicht schon, das Ende des Kapillarrohrthermostaten 
näher an die Heizung zu verlegen.

Aber sinnvoller ist wohl der Einsatz eines PID Temperaturreglers wie 
Ebay-Artikel Nr. 352932500631

an Stelle des 2-Punkt Thermostaten.

Achtung: falls nicht schon vorhanden Übertemperatursicherung als 
Überhitzungsschutz nicht vergessen und einen echten Ausschalter vorweg, 
damit das Ding nach Überspannungsimpuls aus dem Netz nicht eigenständig 
zum Dauerheizer wird.

von Thomas N. (Gast)


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Ist das denn möglich die Hysterese direkt am Temperaturregler 
einzustellen, dort wo das Kapilarrohr reingeht?

von Dieter W. (dds5)


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Thomas N. schrieb:
> Ist das denn möglich die Hysterese direkt am Temperaturregler
> einzustellen, dort wo das Kapilarrohr reingeht?

Es gibt Modelle die eine feste Hysterese haben und andere bei denen sie 
einstellbar ist.

von Werner H. (werner45)


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Bei Tellerwärmern ist die genaue Temperatur völlig egal und der Regler 
nur grob (Bügeleisen-Thermostat).

Schaue Dich lieber nach einem gebrauchten Laborgerät ("Trockenschrank") 
um, da ist die Hysterese kleiner, auch wenn die meistens ebenso 
Zweipunktregler haben.

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Was benoetigt wird ist eine Leistungsregelung kein 2-punkt ein-aus. Und 
dann sollte die Messung moeglichst keine Verzoegeung zur Heizung selbst 
haben, sonst besteht Schwingneigung.

von oszi40 (Gast)


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Joggel E. schrieb:
> eine Leistungsregelung

Die Leistung muß zum Schrank und der Masse passen. Wenn er 10kW heizt 
ist er im NU über der Solltemperatur, wenn er nur 10W heizt wird die 
Kiste nie warm wenn die Tür mal offen war. Da ist etwas Erfahrung 
gefragt.

von Olaf (Gast)


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Ich wuerde dir auch empfehlen dir einen fertigen PID-Regler zu kaufen.
Gibt es bergeweise bei Ebay in den ueblichen 48x48mm Einbaumassen.

Aber Achtung, es gibt diese Regler mit Relais, mit Halbleiterrelais und 
nur mit Logicausgang fuer ein externes Relais. Das muss zu deiner 
Heizung passen.

Man kann dieses Regler parametrieren. Oder sie sind sogar selbstlernen, 
fahrend dann also einmal einen Sollwertsprung und lernen daraus deine 
Kiste.

Wie Mawin schon sagte, es ist besser wenn der Fuehler nahe an der 
Heizung sitzt weil das die Totzeit verkuerzt. Und die Reglung ist auch 
einfacher wenn die Heizleistung halbwegs zur Anwendung passt. Aber ich 
denke das wird der Hersteller schon fuer dich geloest haben. Wenn nicht 
wird es anstrengender die richtigen PID-Konstanten herauszufinden.

Olaf

von Wolle G. (wolleg)


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Olaf schrieb:
> Wenn nicht wird es anstrengender die richtigen PID-Konstanten
> herauszufinden.
Von nichts, kommt nichts.
 Allerdings sollte vorzugsweise ein gewisses Grundwissen zur 
Regelungstechnik
(P-Anteil, I-Anteil, D-Anteil)  vorhanden sein.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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oszi40 schrieb:
> Weiterhin sollte Deine Heizleistung
> zur Masse/Volumen passen.

Wollte ich auch gerade empfehlen. Ich glaube der schwingt über weil die 
Temperatur zu schnell ansteigt. Wahrscheinlich kann der Regler die 
Temperatur deutlich genauer regeln als du beobachtet hast, aber nicht so 
schnell.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #6338417 wurde vom Autor gelöscht.
von Thomas N. (Gast)


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Danke für eure Empfehlungen.
Ich habe jetzt den Wärmeschrank so umgebaut das der Umlüfter dauerhaft 
läuft, damit habe ich jetzt erst mal den weiteren Temperaturanstieg nach 
dem abschaltet um 15°C gemindert.
Die weitere Steuerung würde ich mit einer externen Temperaturregelung 
durchführen.

von hihi (Gast)


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wie wäre es denn wenn du den so verwendest wie er gedacht ist,
also ein paar Teller rein? Diese (oder andere Komponenten, wie 
Speckstein) dienen dann als Wärmespeicher und dein Regelung kann nicht 
mehr so stark Überschwingen.

von Jürgen F. (unterstrom)


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Hallo,
habe mir sowas vor Jahren gebaut als Gärschrank zum Brotbacken.
Hysteresefreier Regler mit KTY, ATtiny, LCD und Pulsrad. Mein Heizleiter 
ist aber nur eine 40W Heizleitung, die mit einem optischen Trias gepulst 
wird. Zykluszeit: 1Hz (0..100% = 0..100 Halbwellen pro Zyklus).
Reglung ist auf 1°C genau.
Gebe dir gerne Schaltplan und Quellcode, schick eine PM.
Optimierung des P- und I-Anteiles des Regler musst Du aber selbst 
machen, meiner ist auf ein Kistchen 40x40x25cm und den genannten 40W 
optimiert.
(Das ganze mit Operationsverstärkern habe ich schon mal angeboten: 
Beitrag "PWM mit Operationsverstärker bauen")

Jürgen

von oszi40 (Gast)


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hihi schrieb:
> also ein paar Teller rein? Diese (oder andere Komponenten, wie
> Speckstein) dienen dann als Wärmespeicher

Auf jeden Fall Schrank mal mit Steinen oder ähnlichen Sachen als 
Wärmespeicher füllen und testen. Durch thermische Trägheit sollten die 
Temperatursprünge kleiner ausfallen.

von Jürgen F. (unterstrom)


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oszi40 schrieb:
> Auf jeden Fall Schrank mal mit Steinen oder ähnlichen Sachen als
> Wärmespeicher füllen und testen. Durch thermische Trägheit sollten die
> Temperatursprünge kleiner ausfallen.

Dann muss aber der Sensor (Kapillarfühler) außerhalb der Steine und dein 
Erwärmgut innerhalb sein.

von Sebastian L. (sebastian_l72)


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Thomas N. schrieb:
> Hat jemand andere Lösungsansätze wie man den Wärmeschrank
> Temperaturstabil + -10°C halten kann?

Wenn es stabil sein soll, kommst du um einen PI(D) Regler nicht umher.
Eine 2-Punkt Regelung schwingt zu sehr auch wenn du eine Rückkoppelung 
(Sensor nah an Heizung) machst.
Dazu musst du natürlich das Heizelement modulierend betreiben können.

1 Kanal PID Regler gibt es für keines Geld (war schon verlinkt).
Das Loop Tuning kann zeitraubend sein.

von MaWin (Gast)


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Jürgen F. schrieb:
> habe mir sowas vor Jahren gebaut

Schön, aber: Was soll der LM1458 da drin ? Das ist ein Doppel-uA741, der 
arbeitet nicht an 5V und kann dann schon gar nicht 0-5V ausgeben, 
sondern liefert selbst bei +/-15V Versorgug schlechtestenfalls nur 
+/-10V am Ausgang.

Sebastian L. schrieb:
> 1 Kanal PID Regler gibt es für keines Geld (war schon verlinkt).
> Das Loop Tuning kann zeitraubend sein.

Daher verlinkte man Autotunig-PID-regler.

von Jürgen F. (unterstrom)


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MaWin schrieb:
> Schön, aber: Was soll der LM1458 da drin? Das ist ein Doppel-uA741, der
> arbeitet nicht an 5V und kann dann schon gar nicht 0-5V ausgeben,
> sondern liefert selbst bei +/-15V Versorgug schlechtestenfalls nur
> +/-10V am Ausgang.

Stimmt! Jetzt, wo Du das sagst fällt es mir wieder ein:
Es ist ein TS912IN drin (Rail-to-rail, 2,7..16V). Der ist aber nicht in 
der Eagle Bibliothek. Also hab ich einen Pin-kompatiblen gesucht und den 
eingezeichnet.
Also für alle Nachbauer: den TS912IN verwenden!!

von Bernd (Gast)


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Jürgen F. schrieb:
> Es ist ein TS912IN drin (Rail-to-rail, 2,7..16V). Der ist aber nicht in
> der Eagle Bibliothek.
> Also hab ich einen Pin-kompatiblen gesucht und den
> eingezeichnet.
Das ist leider eine echte Unsitte.
1. Man kann Symbole auch im Schaltplan einfach umbenennen.
2. Man könnte auch eine richtige Kopie anlegen und dort alle Angaben 
anpassen (Link zum Datenblatt, etc.)

> Also für alle Nachbauer: den TS912IN verwenden!
Also für alle Nachbauer: Nicht nachmachen, sondern Schaltpläne gleich 
korrigieren, damit sie der Realität entsprechen.
Wegen solcher Pfuscherei habe ich bei der Fehlersuche schon viele 
Stunden zusätzlich versenkt :-/

von GüntherLädtZumFünfer (Gast)


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Sebastian L. schrieb:
> Thomas N. schrieb:
>> Hat jemand andere Lösungsansätze wie man den Wärmeschrank
>> Temperaturstabil + -10°C halten kann?
>
> Wenn es stabil sein soll, kommst du um einen PI(D) Regler nicht umher.
> Eine 2-Punkt Regelung schwingt zu sehr auch wenn du eine Rückkoppelung
> (Sensor nah an Heizung) machst.
> Dazu musst du natürlich das Heizelement modulierend betreiben können.
>
> 1 Kanal PID Regler gibt es für keines Geld (war schon verlinkt).
> Das Loop Tuning kann zeitraubend sein.

+1. PID kannst du so tunen, dass er nicht überschwingt.
Hier geht Qualität vor Quantität. Ein 2Punkt Regler dödelt dir hin und 
her und du verpimmelst zu viel Energie

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