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Hallo zusammen, ich möchte einen handelsüblichen Backofen auf konstant 37°C heizen. Dazu habe ich einen MC-Regler eingebaut der den unteren Heizstab anschiebt. Fühler ist ein 3-Draht-PT100 innen im Ofen. Mir macht die Trägheit des Heizstabes zu schaffen. Das sieht so aus, dass es ewig dauert bis die Heizwirkung einsetzt (die Temp. ist dann schon auf unter 36°C gefallen) und, noch schlimmer, die Temp. dann nach oben weg läuft (bei abgeschaltetem Heizstab geht sie noch auf 44-45°C hoch). Kennt sich einer aus und kann mir sagen wie man P, I, D und T parametrieren soll um dem Problem zumindest entgegen zu wirken? Die Selbstoptierungsfunktion des Reglers schein hier überfordert. Vielen Dank für jeden Hinweis.

» Hallo zusammen, ich möchte einen handelsüblichen Backofen auf konstant 37°C
» heizen.
Brutkasten?

» Trägheit des Heizstabes zu schaffen. Das sieht so aus, dass es ewig dauert
» bis die Heizwirkung einsetzt
Klar, die Warme Luft verteilt sich eben nicht gleichmäßig.

» aus und kann mir sagen wie man P, I, D und T parametrieren soll um dem
» Problem zumindest entgegen zu wirken?
Dazu muss erst mal die Übertragungsfunktion bekannt sein.

Dazu muss erst mal die Übertragungsfunktion bekannt sein.

Ist leider Neuland für mich. Lässt sich die Übertragungsfunktion irgendwie ermitteln?

» Hallo zusammen, ich möchte einen handelsüblichen Backofen auf konstant 37°C
» heizen. Dazu habe ich einen MC-Regler eingebaut der den unteren Heizstab
» anschiebt. Fühler ist ein 3-Draht-PT100 innen im Ofen. Mir macht die
» Trägheit des Heizstabes zu schaffen. Das sieht so aus, dass es ewig dauert
» bis die Heizwirkung einsetzt (die Temp. ist dann schon auf unter 36°C
» gefallen) und, noch schlimmer, die Temp. dann nach oben weg läuft (bei
» abgeschaltetem Heizstab geht sie noch auf 44-45°C hoch). Kennt sich einer
» aus und kann mir sagen wie man P, I, D und T parametrieren soll um dem
» Problem zumindest entgegen zu wirken? Die Selbstoptierungsfunktion des
» Reglers schein hier überfordert. Vielen Dank für jeden Hinweis.

Hallo,
mit einem einfachen parametrieren von P,I und D ist hier nur bedingt etwas zu machen.
Das ganze System ist träge und hat eine größere Totzeit.
Hier wird es immer zum überschwingen kommen.

Totzeiterklärung siehe Punkt 11 im Link.

http://www2.in.tu-clausthal.de/~reuter/ausarbeitung/Kai_Bollue_-_Regelungstechnik.pdf

Temperaturregelungen sind bei großem Volumen sehr träge.
Bis eine Reaktion eintritt vergeht eine gewisse Zeit (Totzeit).
Die muss in den Regelkreis berücksichtigt werden.

Kendiman

» Hallo zusammen, ich möchte einen handelsüblichen Backofen auf konstant 37°C

» gefallen) und, noch schlimmer, die Temp. dann nach oben weg läuft (bei
» abgeschaltetem Heizstab geht sie noch auf 44-45°C hoch).

Selbstoptierungsfunktion des
» Reglers schein hier überfordert. Vielen Dank für jeden Hinweis.

den Regler kenne ich nicht, aber das Problem.

1. Soll Ist Vergleich

2. danach braucht es eine Verstärkerstufe mit log. Kennlinie => bei kleiner Abweichung eine sehr große verstärkung, damit der Regler empfindlich reagiert, bei großen Abweichungen ( Start zB) aber sinnig regelt.

Ein Knick in der Kennlinie macht das aber genauso gut.

3. ich habe ne PWM gewählt mit 5-8sek Periodendauer oder länger, dh bei Erreichen der Temperatur gibts nur ganz kurze Heizpulse und dann ebend die 5-8sek Pause.
für meinen Räucherofen mit ( jetzt kalt draussen!) 1,5kW Heizspirale geht das sehr gut. Draussen is nur das Problem, das Wind und auch -Grade die Reglung schon mal um 1-3°C durcheinander bringen. Bei Raumtemp. und konstanten Bedingungen kann man aber exakte Endtemperaturen erreichen! ein bisschen einstellen!

--
MfG
Peter

» 3. ich habe ne PWM gewählt mit 5-8sek Periodendauer oder länger, dh bei
» Erreichen der Temperatur gibts nur ganz kurze Heizpulse und dann ebend die
» 5-8sek Pause.
» für meinen Räucherofen mit ( jetzt kalt draussen!) 1,5kW Heizspirale geht
» das sehr gut. Draussen is nur das Problem, das Wind und auch -Grade die
» Reglung schon mal um 1-3°C durcheinander bringen. Bei Raumtemp. und
» konstanten Bedingungen kann man aber exakte Endtemperaturen erreichen! ein
» bisschen einstellen!
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Das klingt sehr gut und leuchtet MIR sogar ein
Wenn ich Dich richtig verstanden habe alles mit Puls-Pausen-Verhältnis 1:1. Richtig? Also die Einstellung in der Puls/Pausenzeit (5-8Sek.) vornehmen und NICHT im Verhältnis Puls zu Pause wie bei der klassischen PWM.

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» Das klingt sehr gut und leuchtet MIR sogar ein
» Wenn ich Dich richtig verstanden habe alles mit Puls-Pausen-Verhältnis 1:1.
» Richtig? Also die Einstellung in der Puls/Pausenzeit (5-8Sek.) vornehmen
» und NICHT im Verhältnis Puls zu Pause wie bei der klassischen PWM.

Nein: die Puls-Pausenzeit hängt von der Temperaturdifferenz ab!!! Wenn ich das für de Dest. benutze, also 90°C Soll einstelle und bei 20° Umgebung beginne Heizt der fast 100% , so wie die Temperatur steigt, dh sich der Soll-Temp annähert wird die Heizzeit immer kleiner. Bis dann bei Soll-Temp. erreicht ev. nur noch 5% der Periode geheizt wird!!! Dieses hängt davon ab wie viel Wärme verloren geht, dh welche Heizleistung brauchste um die T° konstant zu halten.

--
MfG
Peter

Hallo

Die Trägheit des Systems kannst du ausbremsen, indem du einen Lüfter zur Luftumwälzung einbaust. Ein Radiallüfter aus einem Heizgerät auf halber Drehzahl bringt viel Umwälzung und ist leise.

Theo

» Nein: die Puls-Pausenzeit hängt von der Temperaturdifferenz ab!!! Wenn ich
» das für de Dest. benutze, also 90°C Soll einstelle und bei 20° Umgebung
» beginne Heizt der fast 100% , so wie die Temperatur steigt, dh sich der
» Soll-Temp annähert wird die Heizzeit immer kleiner. Bis dann bei Soll-Temp.
» erreicht ev. nur noch 5% der Periode geheizt wird!!! Dieses hängt davon ab
» wie viel Wärme verloren geht, dh welche Heizleistung brauchste um die T°
» konstant zu halten.

Wie sieht das nun praktisch aus? Klingt so, dass die temperaturdifferenzgesteuerte PWM den kompletten Regler ersetzt, oder?

» Hallo
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» Die Trägheit des Systems kannst du ausbremsen, indem du einen Lüfter zur
» Luftumwälzung einbaust. Ein Radiallüfter aus einem Heizgerät auf halber
» Drehzahl bringt viel Umwälzung und ist leise.
»
» Theo

Hi Theo, ein solcher Lüfter ist schon eingebaut und läuft. Das Problem habe ich trotzdem. Aber vielen Dank für den Hinweis

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» Wie sieht das nun praktisch aus? Klingt so, dass die
» temperaturdifferenzgesteuerte PWM den kompletten Regler ersetzt, oder?

Ja, so habe ich das gelöst. Brauchst noch einen Offset-Regler um die Endheizleistung zu variieren und ev. was zur Amplitudeneinstellung der Dreieckspannung ...

--
MfG
Peter

Hallo

Liegt das Heizelement frei im Luftstrom oder etwa unter der Blechverkleidung des Innenraumes?

Theo

» Liegt das Heizelement frei im Luftstrom oder etwa unter der
» Blechverkleidung des Innenraumes?

Hi Theo

der untere Heizstab liegt unter der Blechverkleidung. Der ist auch angeschaltet. Ich könnte leicht auf einen der beiden oberen Heizstäbe umschalten. Die sind frei im Luftraum und würden direkt vom Lüfter erfasst. LG Klaus

Hallo

Ich würde auf jeden Fall den nehmen, der voll im Luftstrom liegt.

Theo

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» » Wie sieht das nun praktisch aus? Klingt so, dass die
» » temperaturdifferenzgesteuerte PWM den kompletten Regler ersetzt, oder?
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» Ja, so habe ich das gelöst. Brauchst noch einen Offset-Regler um die
» Endheizleistung zu variieren und ev. was zur Amplitudeneinstellung der
» Dreieckspannung ...

Ich würde auch die Lösung, die Peter beschrieben hat nehmen. Ich habe mir vor einiger Zeit ein Lötbad gebaut. Als Regelung habe ich auch eine PWM mit anschliessender Schwingungspaketsteuerung genommen. Pulswiederholfrequenz ca. 2 Hz. Arbeitet ähnlich wie die Regelung in der älteren Weller-Lötstation WECP Temtronik. - Beim Einschalten wird die Heizung zunächst voll geheizt. Wenn die eingestellte Solltemperatur langsam erreicht wird setzt die PWM ein. Erst mit kurzen, dann immer länger werdenden Pausen. Das Impuls/Pausen-Verhältnis ist dann bei Erreichen der Solltemperatur ca. 30...50%. Das hängt zum einen von der Heizleistung ab zum anderen natürlich von der eingestellten Temperatur. Die Regelung habe ich mit einem 4-fach OPAmp aufgebaut, die Heizung wird mit einem S202DS4 (SolidState Relais) geschaltet. Als Temp. Fühler habe ich ein Thermoelement genommen. Überschwinger bei der Regelung sind nach kurzer Zeit keine mehr zu beobachten. Wenn deine Heizung jedoch ordentlich Power macht, also eigentlich für erheblich höhere Temperaturen (du schriebst Backofen) wie deine gewünschten 37°C gedacht ist, dann wirst du auch mit einer PWM Probleme mit Regelschwingungen haben.

Gruß
Andi (A.Lucard)

Die Sprache war noch von einem T-Parameter, sollte
es sich hierbei um eine Totzeit handeln können?

Bei Öfen mit großer Totzeit und geringer Temperatur ist
es sicher generell schwierig auf ein Grad genau zu regeln, allein schon weil die Temperatur verteilung bei diesen Temperaturen sowieso nie Konstant sein wird. In der nähe des Heizelementes sollten sehr hohe und am Boden sehr niedrige herrschen.

Es wäre denkbar die Messgröse stark zu verstärken. Dadurch wird die Regelung empfindlicher. Die quälerei der Regleroptimierung von langsamen Prozessen bleibt dir trotzdem nicht erspart. Auf roboternetz gibt es eine Optimierungsvorschrift für nicht Regelungsingenieure.