Thema: Anleitung zum PID-Parameter finden

Die hätte ich gerne...

Ich beschäftige mich jetzt schon seit einigen 10 Stunden mit dem Finden geeigneter Parameter für meine PID-Temperaturkontrolle.
Leider bin ich in all dieser Zeit nicht viel weiter gekommen.

Ich versuche mein Glück mit einer Miss Silvia (2001) und einem PID-Kontroller "XMT7100". Der ist zwar der "billigste", wird aber von einigen hier verwendet und manchmal als baugleich zum Auber-PID bezeichnet.
Als Sensor verwende ich einen Pt100-Platin-Einschraubsensor, der direkt an der Position des Kaffeethermostaten eingeschraubt ist (M4).

Nun habe ich im Laufe der Tage sicherlich 100 verschiedene Parameterkombinationen ausprobiert, aber dabei habe ich immer starke Überschwinger. Lediglich die Art ist unterschiedlich.
Irgendwann wird zwar meistens meine Zieltemperatur stabil erreicht, aber bis es soweit ist vergehen zu viele Minuten (meist 10 oder mehr).

So gehe ich zum Überprüfen vor: Maschine ist heiß (30 Minuten oder mehr). Als Zieltemperatur habe ich 105 Grad eingestellt. Bei einer Temperatur oberhalb von 105 starte ich einen Leerbezug (ist später z. B. zum Tassenwärmen nützlich/notwenig), der die Anzeige bis ca. 80 Grad senkt.
Dann beobachte ich das Aufheizverhalten.

Das sieht dann zum Beispiel so aus:



Links oben sind (beinahe) die Werte des Auto-Tunings. Rechts unten (beinahe) die Auber-Standard-Parameter.
Letztere sind auch von den vieren hier eigentlich die besten, weil sie noch am schnellsten zur Zieltemperatur führen. Allerdings ist auch hier die Verzögerung groß.
Würde die Kurve links unten ihr Abflachen ab 102,5 Grad fortsetzen, so würde sie beinahe eine Punktlandung auf 105 hinbekommen. Leider wird zu stark nachgeheizt, wodurch es nur zu einer "Schulter" kommt.

Abgesehen von den hier gezeigten PID-Parametern sollte der PID-Kontroller eigentlich standardmäßig/korrekt eingestellt sein. Heute habe ich sogar eine Durchlaufentkalkung gemacht (das Heizen ist danach nicht mehr hörbar), aber einen Unterschied im Verhalten hat das leider nicht bewirkt.

Was mich die Hoffnung noch nicht aufgeben hat lassen: Viele andere scheinen ja mit dieser oder einer ähnlichen Kombination zum Erfolg (kurze Aufheizzeit, Punktlandung) gekommen zu sein?

Meine Frage erstmal:
Hat mir noch jemand einen Tipp, wie ich mich der Sache nähern kann.
Zum Beispiel wie bekomme ich es hin, dass ich eine (meinetwegen) zähe Annäherung von unten hinbekomme - ganz ohne Überschwinger?

Ich habe dir keine konkrete Lösung da ich selbst noch in der Lernphase bin, aber dieses Buch ist meiner Meinung nach sehr nützlich : JUMO Literatur

Aber das kennst du sicher schon wenn du schon so viel getestet hast

Wie hast du die Werte in die Diagramme bekommen? Hast du die Anzeige vom PID abgefilmt?

Probieren hilft nicht man sollte die Parameter schon bewusst verstellen um an sein Ziel zu kommen siehe hier:
PID Parameter Einstellen

Gunnar

Zitat von Pescadore

Ich habe dir keine konkrete Lösung da ich selbst noch in der Lernphase bin, aber dieses Buch ist meiner Meinung nach sehr nützlich : JUMO Literatur

Aber das kennst du sicher schon wenn du schon so viel getestet hast

Danke für den Link. Ja, da habe ich schon mehrfach reingeschaut und die Materie auch schon ein bisschen besser verstanden, viel wars aber nicht...

Zitat von Pescadore

Wie hast du die Werte in die Diagramme bekommen? Hast du die Anzeige vom PID abgefilmt?

Ja, (wurde hier in irgendeinem Thema genannt) ist zwar mühsam, aber was schnelleres ist mir jetzt nicht eingefallen.

Zitat von gunnar0815

Probieren hilft nicht man sollte die Parameter schon bewusst verstellen um an sein Ziel zu kommen siehe hier:
PID Parameter Einstellen

Gunnar

Danke für den Link.

Jede meiner Parameterverstellungen erfolgt bewusst - zumindest soweit es halt mein Verständnis zu dem Punkt zulässt. Zusätzlich habe ich aber auch Testreihen gemacht: Wird das Verhalten in irgendeine Richtung besser? P=1,5, dann 1,6, dann 1,7, etc.

Zu dem Link bzw. den verlinkt(en) Büchern:
Leider hat insbesondere das "Parameter-Anpassen nach Bildern" auch nicht zum Erfolg geführt.

Bei etwas anderem wie zum Beispiel "Finde zuerst das passende P" habe ich fast nur sehr extreme Kurven.

Für mich war die Lösung:
- Originalparameter aufschreiben
- Verhalten beobachten
- Auto-Tuning anwerfen
- Wundern
- Parameter aufschreiben
- Verhalten beobachten
- Immer einen Parameter geändert, Verhalten beobachtet, mit den anderen Parametern ein Gleichgewicht hergestellt
- Irgendwann landete ich bei total absurden Werten für die ich hier zwar gesteinigt werde "das kann garnicht funktionieren" aber es ist genauso aggressiv schnell wie ich es will, trotzdem Punktlandung ohne Überschwinger, fast egal wie ich Espresso ziehe.

PID-Verständnis ist IMHO sehr wichtig wenn man an den Parametern dreht, mit hat "PID without a PhD" sehr geholfen.

Zitat von Schnüffelstück

- Immer einen Parameter geändert, Verhalten beobachtet, mit den anderen Parametern ein Gleichgewicht hergestellt

Was meinst du mit "Gleichgewicht herstellen"?

Ich habe die Beobachtung gemacht, dass, wenn man nur einen Parameter verändert, das Ergebnis in jedem Fall schlechter wird. (Ergebnis = Überschwingungshöhe)

Spannenste Frage: Hast du es jemals geschafft ein langsames Annähern von unten zu erreichen?

Das PID-System muss im Gleichgewicht sein. Wie Du geschrieben hast, wird das Ergebnis erstmal schlechter, wenn man nur einen Parameter verändert. Aber dan sieht man, wie es sich entwickelt. Dann die anderen Werte so anpassen, dass es im Gleichgewicht ist.

Langsame Annäherung hatte ich im Originalzustand. War mir zu langsam. Jetzt prügelt die Kiste schnurstracks auf Zieltemperatur und landet dort ohne Überschwinger. Das war genau das, was ICH wollte. Will man was anderes, braucht man andere Werte.

Das beste Regelverhalten habe ich bei meiner Maschine, wenn ich die Differentialzeit in der Größenordnung der Zeit einstelle, bis nach Einschalten der Heizung (z.B. beim Einschalten der Maschine) eine deutliche Reaktion des Messwerts erkennbar ist, evtl. etwas mehr. Liegt bei mir im Bereich je nach Verkalkungsgrad bei 17-20s.

Der Proportionalbereich sollte nicht zu eng gewählt werden, da die Reaktionen auf Störungen sonst zu stark sind. Hier ist es sicher auch problematisch, wenn der Fühler in der Nähe des Kaltwasserzulaufes angebracht ist.

Der I-Anteil sorgt nach größeren Störungen der Zieltemperatur tendentiell immer zu Überschwingern, wenn die Störung (Kaltwasserzulauf) beendet wird. Meinen Regler betreibe ich daher nur als PD-Regler mit einer Heizleistung von 2-3% im Arbeitspunkt. Das reicht bei den relativ konstanten Umgebungstemperaturen in der Wohnung, die bleibenden Regelabweichung im Berich von 0,2 Grad zu halten. Allerdings dauert das Aufheizen auf Zieltemperatur etwas länger.

Probier doch mal Werte wie 4, 100, 20 und teste dann leichte Variationen von D. Notfalls I-Anteil auf 0 oder Fühler woanders anbringen.

Grüße, Thomas

@Indigo 2, 80, 20 ist doch erst mal gar nicht so schlecht. Die 4 °C Überschwinger etwas zu viel drück die noch auf 2-3°C runter (das erreichen der Zieltemperatur verlängert sich da durch)
P ist also zu groß. Versuch mal 1,8- 1,2. Wenn du dich jetzt zu langsam an deine Zieltemperatur annähst musst du D und I verkleinern aber das Verhältnis untereinender halten wenn die Kurve sich dann zu stark einschwingt (um deine Zieltemperatur herum) dann D und I wieder großer.
Gunnar