Gaggia America, Temperaturregelung

Diskutiere Gaggia America, Temperaturregelung im Restaurierungen und Raritäten Forum im Bereich Maschinen und Technik; Liebes Forum Heute hab ich eine etwas ungewöhnliche Frage, deshalb folgt jetzt gleich ein kleinerer Roman. Ausgangslage wie folgt: Ich betreibe...

  1. #1 ezlbaak, 18.09.2017
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    Heute hab ich eine etwas ungewöhnliche Frage, deshalb folgt jetzt gleich ein kleinerer Roman.

    Ausgangslage wie folgt: Ich betreibe eine zweigruppige Gaggia America auf einem Kaffeemobil (siehe hier: Zürich/schweiz...). Das funktioniert soweit sehr gut, die Maschine ist temperaturstabil und überhitzt auch im Dauerbetrieb unter Last nicht. Ein kleines Problem hab ich allerdings trotzdem. Und zwar verändert sich mit der wechselnden Umgebungstemperatur die Temperatur an der Brühgruppe doch nicht ganz unerheblich (Wärmeverlust über die Brühgruppe, v.a. bei Wind schlecht vorherzusagen). Deshalb hätt ich gerne eine technisch einfache und robuste Lösung, um die Temperatur schnell und einfach anpassen zu können. Im Moment regle ich die 2 x 2700W auf je einer Phase über einen Sirai, muss also immer das Seitenblech demontieren, um anzupassen. Das geht grundsätzlich, ist aber auf längere Zeit nicht wirklich praktikabel, da ungenau und mühsam.

    Die Idee wär nun folgende: Davon ausgehend, dass ich die Temperatur des einströmenden Wassers im Kolben messen und anzeigen kann (separate Messleitung und Anzeige), möchte ich eine einfach regelbare Heizungssteuerung. Am besten soll sie ebenfalls über eine Temperatzuranzeige verfügen und per Tastatur geregelt werden können (rauf/runter, 10tel-Grad reichen völlig, Hysterese zwischen ca. 0.1 und 0.4 Bar regelbar, PT100-Sensor im Kessel ist schon installiert und steht zur Verfügung). So hätt ich dann nach einer Weile Erfahrungswerte für den ungefähren Offset Kessel/BG für versch. Umgebungstemperaturen, kann aber, wenn bspw. der Wind bläst und die Temperatur in der BG nicht stimmen sollte, trotzdem schnell reagieren. Es soll kein PID sein, da ich die Maschine manchmal auf nur einer Phase betreibe (also nur eine Heizung mit 2700W), das System dann thermisch vermutlich wieder ganz anders reagiert und folglich eben auch der PID jedes Mal neu kalibriert werden müsste. Damit wäre der Nutzen der Lösung zunichte.

    Kurz zusammengefasst wäre das Wunschprogramm für die Steuerung also:

    - Ein-/Aus-Regelung für 2 x 2700W (optional auch mit 1 x 2700W zu betreiben)
    - Temperaturanzeige (per PT100 o.ä., vorhanden)
    - Tasten zur Regelung der Heizung (rauf und runter in 0.1°-Grad-Schritten)
    - Hysterese regelbar (ca. 0.1 bis 0.4 Bar)
    (- Temperaturanzeige BG über separates Display, Lösung vorhanden)
    (- Soll wenn mögl. gut ins America-Gehäuse passen, jedoch nicht unter Tropfblech, das kann während des Betriebs gaaanz schlecht entfernt werden, ohne dass es wahnsinnig saut. Externe Box auch denkbar. >>> Erstmal sind aber alle Lösungsansätze interessant, der Punkt kann auch später geklärt werden.)

    Hat jemand allenfalls die Kenntnisse, um mir da z.B. mit Produkttipps weiterzuhelfen? Ach ja, und bevor ich's vergess: Hab ich schon erwähnt, dass die Sache zudem noch halbwegs bezahlbar sein sollte? Robustheit und Verlässlichkeit gehen vor, da soll nicht gespart werden, aber Tausende sollens dann grad auch wieder nicht sein.

    Mit herzlichem Dank im Voraus für Eure Mühe,
    L
     
  2. #2 Sansibar99, 18.09.2017
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    Wäre das mit einem externen Hg-Presso regelbar? ;)
     
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  3. #3 ezlbaak, 18.09.2017
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    Dank Dir! Frage: Was meinst Du genau mit HG-Presso? Die mit Quecksilber-Schalter? Da hab ich leider verschiedenste Bedenken. Als da wären: Kleine Quecksilberampullen könnten bei 2700W je Wendel schon mal schlapp machen. Ich glaub, die waren/sind meist für nicht viel mehr als 1500 bis 2000W ausgelegt. Zudem wären die Temperaturanzeige und Regelbarkeit per Tasten ein großes Plus, da einfacher und genauer. Dann steht auch das Fahrzeug nicht immer 100% gleich/gleich eben > Würd wiederum gegen Quecksilberampullen sprechen, weil sie ja dann eh anders bzw. falsch regeln würden, wenn sie immer wieder in einem anderen Winkel hängen. Zu guter Letzt ist das Ganze ja zudem noch kommerziell und v.a. mobil (Erschütterungen/Schläge beim Fahren mit der Ape, falls mal was kaputtginge, wär das schon sehr heikel mit den Dämpfen, da das Quecksilber sehr schwer aus allen Ritzen rauszukriegen wäre). Hmm ...
     
  4. Ole

    Ole Mitglied

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    Verstehe ich das jetzt richtig? Du willst die Druckregelung des Pressostaten mit einer Temperaturregelung überlagern?
    Das macht keinen großen Sinn, da beide Regelungen auf die selbe Zielgröße (die Kesseltemperatur) regeln, auch wenn der Pressostat das über Bande tut.

    Wenn schon ein PT100-Fühler im Kessel eingebaut ist und dieser zuverlässige Werte liefert, kannst Du mit einem einfachen Temperaturregler mit On/OFF-Ausgang die Kesseltemperatur regeln. Sowas bekommt man mit Display und Bedientasten für 50€-100€. Du muss nur schauen, dass der Deine Leistung schalten kann. Der ETC200+ von Voltcraft ist z.B. ein einfacher Regler mit 2 Relaisausgängen a 10A für 60€. Der wäre bei 2x 2700W aber auch schon zu knapp. Eventuell macht es Sinn noch zwei Leistungsrelais zwischen Regler und Heizung zu hängen.
    Etwas besser ausgestattete Regler haben auch einen Anschluss für eine externe Sollwertvorgabe. Dann kannst Du den Regler ins Gehäuse bauen und den Sollwert von außen vorgeben. Und suche ruhig nach PID-Temperaturregler, die meisten können auch als Zweipunktregler betrieben werden.

    Den Pressostaten kannst Du vielleicht in Serie mit der Temperaturregleung eingebaut lassen und auf den maximalen Druck einstellen, dann funktioniert er wie eine extra Sicherheitsabschaltung, falls die Temperaturregelung versagt. Für die erste Zeit des Testens ist das bestimmt nicht verkehrt.

    Mit einem Zweipunktregler in 0,1Grad Schritten regeln zu wollen, halte ich allerdings für utopisch. Das wird durch die Zeitkonstanten der Temperaturübertragung zwischen Heizung, Kessel und Sensor selbst mit einem PID Regler und Wellenpaketsteuerung nichts. Die Temperatur schwankt dann eher um +-5°C. Aber dafür dies auszugleichen sind ja die massiven Brühgruppen da.

    Grüße
    Ole
     
  5. #5 joost, 19.09.2017
    Zuletzt bearbeitet: 19.09.2017
    joost

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    Ein selbstgehäkeltes Filzwollmützchen über den Brühgruppen wäre keine Lösung bei spürbar kühlenden Umgebungsbedingungen?
    Du hättest aktuell noch Glück, MyBoshi ist immer noch im Trend :rolleyes:
     
  6. #6 ezlbaak, 19.09.2017
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    Erstmal herzlichen Dank! Alles weitere siehe unten ...

    Nö, der bleibt höchstens zur Sicherheit drin, auf z.B. 1.5 Bar o.ä. eingestellt. Hab aber auch schon einen Sicherheitsregler (Gasdruck), der bei 165 Grad schaltet, also eigentlich nicht nötig.

    Hättest Du für die Leistungsrelais passende Bsp.? Wenn möglich möcht ich z.B. nicht unbedingt SSR einbauen, da die dann wieder einen Kühlkörper bräuchten, oder?

    An welchen denkst Du da?

    Siehe oben.

    Das ist klar. Überlegung war: Je feiner ich regeln kann, desto kleiner am Schluss die Schwankung. Aber vielleicht ja völlig unnötig.

    Versteh ich das richtig, Du hast Lust zu häkeln? Dann hätt ich gerne für jeden Wochentag eine andere Farbe :p
     
  7. Ole

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    Die gibt es wie Sand am Meer, meist als Hutschienenversion. z.B. eine 12A Version mit 3 Schließern hier: Eaton Schütz 1 St. DILM12-10(230V50HZ, 240V60HZ) 3 Schließer 5.5 kW 230 V/AC 12 A mit Hilfskontakt, A024 | voelkner - direkt günstiger

    Bei einem Zweipunktregler stellst Du nur die Schaltschwelle ein. Welche Schwankungsbreite der Temperatur sich ergibt, hängt vom zu regelnden System ab, das kannst Du mit dem Regler nicht beeinflussen.

    Bzgl. Reglern mit externer Sollwertvorgabe müsste ich mich auch erst durch die Datenblätter wühlen. Viele teurere Regler haben diese Funktion. Google mal nach "Temperaturregler mit externem Sollwert"
    Mit einem zwischengeschaltetem Schütz kannst Du den Regler aber auch außerhalb der Maschine anbringen und hast die Bedienelemente und das Display direkt im Zugriff, inklusive Anzeige der gemessenen Temperatur.

    Grüße
    Ole
     
  8. #8 sokrates618, 19.09.2017
    Zuletzt bearbeitet: 19.09.2017
    sokrates618

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    Hallo ezlbaak,
    das mit dem PID-Regler würde ich mir noch einmal überlegen. Mit einem preiswerten Standartregler, der für einen PT100-Anschluss ausgelegt ist, kann pro Phase ein SSR geschaltet werden. Hierbei werden beide SSRs in Reihe geschaltet. Diese SSRs können zur Kühlung entweder auf das Metallgehäuse geschraubt, oder mit einem Kühlkörper versehen werden. Da keine komplexen Lasten geschaltet werden müssen, reichen preiswerte 25A-Typen mit Nullspannungssteuerung völlig aus. SSRs sind auch sehr zuverlässig. In Maschinensteuerungen dieser Leistungsklasse werden sie seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt. Alternativ kann man natürlich auch ein Schütz (Lastrelais) nehmen, was im Zweifelsfall nicht so einfach anzusteuern und auch nicht verschleißfrei ist. Für eine 10tel-Grad Steuerung ist es sicherlich nicht geeignet.
    Ein weitere Vorteil der PID-Regler ist, dass diese Module mit Anzeigen, Bedienelementen und Klemmleisten ausgerüstet sind, und man nicht basteln muss.
    Da es weniger auf eine ideale dynamische Regelkennlinie sondern eher auf die Grundfunktion ankommt, dürfte der Unterschied in der Regelkennlinie zwischen einem oder zwei Heizstäben nicht gravierend sein. Genauer als mit einem Pressostat ist die Regelung in jedem Fall. Eine 0,1bar Druckhysterese entspricht einer Temperaturschwankung von ca. 3°C, eine 0,4bar Hyterese einer Temperaturschwankung um ca. 10°C.
    Gruß, Götz
     
  9. #9 ezlbaak, 19.09.2017
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    Hmm, mit all den untenstehenden Argumenten hast Du mich schon beinah so weit. Hätte sogar noch ein Watlow PID rumliegen, der zwei SSRs schalten kann. Ich scheue mich nur halt eben auch ein wenig vor der Programmierung, da ich schlicht keine Ahnung von sowas hab (hab ich bisher unterschlagen o_O). Allerdings soll der ja so einen Autotune-Modus haben. Hmm.
    Hättest Du da einen Link?
    Das wär wirklich ein Vorteil. Schütz hatt ich vor Erstellen des Beitrags bereits im Hinterkopf, mich aber gefragt, ob's da allenfalls etwas Ähnliches gibt, nur kompakter. Weil, siehe auch erster Beitrag und Platzierung:
    Unter Umständen muss ich mich auch einfach von der eierlegenden Wollmilchsau verabschieden, in dem Sinne, dass ich mich hinters PID-Programmieren machen und halt den SSRs in Gottes Namen ein Gehäuse spendieren muss :)
     
  10. #10 ezlbaak, 03.05.2018
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    Sodele, nun bin ich weiter, auch wenn's eine Weile gedauert hat. Zur Kontrolle ist nun ein PT100-Einschraubfühler mit Messanzeige an der einen Brühgruppe installiert. Zur Steuerung wiederum dient ein PID mit Ein-Aus-Verhalten und PT100 direkt im Kessel, daran angehängt ein groß dimensioniertes SSR.

    [​IMG]

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    Alles funktioniert (wenn man mal das Fluchen bei der Programmierung des PID aussen vor lässt), und auch die Messung an der BG klappt verlässlich (Einschraubfühler mit M8-Gewinde, direkt oberhalb des STs, wo das Wasser beim Bezug einströmt). Was noch zu tun wäre: Der Offset ist so ins Blaue hinaus schwierig zu bestimmen, und daher hätt ich noch eine Frage in die Runde: Hätte jemand im Raum Zürich ein Scace-Sieb samt Fluke Temperaturmessgerät o.ä. zur Feinabstimmung des Offsets bei der BG, dass er mir ausleihen würde? Abgeltung selbstverständlich, mit schnödem Mammon oder natürlich auch in Naturalien, das wär mir wurscht :)
     
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  11. #11 ezlbaak, 03.05.2018
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    Die Lösung hab ich jetzt übrigens doch verworfen :D

    Ganz vergessen zu erwähnen: Falls jemand ein Scace-Sieb zu verkaufen hätt, wär ich allenfalls auch nicht abgeneigt.

    Mit Dank und Gruss, L
     
  12. joost

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    Wahnsinn - was für eine Maschine!
    Und Du hast wirklich an ALLES gedacht, sogar daran, dass die Lappen rosa sein müssen! :eek:
    RESTEKP! :)
     
  13. #13 Sansibar99, 03.05.2018
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    RESTEKP! Auch von mir RESTEKP!!
     
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  14. #14 ezlbaak, 03.05.2018
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    Danke für die Lorbeeren, aber das beste hab ich Euch ja eigentlich noch vorenthalten, den Kinderschreck. Wenn man unten bei Press aufs Hebelchen der Trinkgeldkasse drückt, kommt die Zunge raus und man kann die Münze drauflegen. Hab ich mal im Brockenhaus gefunden und konnte nicht widerstehen ...

    [​IMG]
     
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  15. #15 turriga, 03.05.2018
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    Den schaurig schönen kleinen Gruselmann hatten wir sogar schon mal, da allerdings noch in s/w! ;)
     
  16. Jfh

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    sehr sehr cool. soviel einsatz zeigen nicht viele "gewerbekocher." von mir auch RESTEKP!
    möge deine schlange von hier bis ums nächste haus gehen und der gott dir einen dritten arm schenken brudi!


    btw... 5,4 kw ist schon amtlich für son alten trümmer!!
     
  17. Feitz

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    Hi, Lorenz -
    wo bekommst Du denn den vielen Strom für Deine tolle Kiste her?
    Hast Du einen festen Standplatz oder ist das in Zürich einfach, sich irgendwo anzustöpseln?
    War Gasbetrieb keine Option? Zumindest für die Heizung?
    Ciao aus München
    Claus
     
  18. #18 ezlbaak, 17.05.2018
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    Entschuldigt, hat ein wenig gedauert. War gerade Saisonstart und deshalb viel los.

    Dein Wort in Gottes Ohr und danke für die Wünsche. Hat tatsächlich schon Tage gegeben, wo ich um die gut 300 Kaffees ausgeschenkt habe. Den dritten Arm nehm ich gerne.

    Ist leider ja so, dass ich die Maschine morgens immer erst hochheizen muss (mobiler Standort), was halt viel Zeit braucht. Nun läuft die eine Heizung, also 2.7KW, nach wie vor über den Presso. Der klemmt bei ca. 110° bis 115° Celsius ab, der Heizkreis dient also nur zum schnellen Hochheizen. Der zweite läuft über das SSR und dient für die Feineinstellung. Falls die Elektronik mal aussetzen sollte (was sie gefälligst bleiben lassen soll, auf Holz geklopft), kann ich so notfalls immer noch herkömmlich über Presso heizen. Den müsst ich in dem Fall halt dann ein wenig nachstellen. Hat aber den grossen Vorteil, dass ich die Maschine nicht jedesmal aufschrauben muss, wenn ich die Temperatur anpassen möchte. Zudem viel reproduzierbarere Temperaturen, da ja so ein Sirai auch nicht gerade ein Genauigkeitswunder ist, was die Einstellung betrifft.

    Habe am Standort einen 380V-Anschluss. Falls mal nur 230V/16A zur Verfügung stehen, kann ich notfalls auch über eine Phase heizen, also nur die Heizung mit SSR einsetzen. Dann dauert's halt ein wenig länger.

    Ging aus verschiedenen Gründen nicht. Erstens, Gasflasche = Gefahrengut, heikel in der Schweiz und teure Prüfzeremonien jedes Jahr für die Gasanschlüsse (auch bei CE-zertifizierten Geräten, bei so einer Maschine möcht ich's schon gar nicht wissen). Zweitens, der Wind: Würd wohl häufig die ganze Wärme unten wegblasen. Und last but not least ist der Platz auf meinem Gefährt sehr beschränkt und das Zuladegewicht endlich. Dies nicht zuletzt, weil nächste Woche noch eine Granitamaschine dazukommt, Eiskaffee ahoi! :D

    N'Abn allerseits, L
     
  19. Feitz

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    Cool, und erzeugst mit Deinem Gefährt im Winter gleich ein angenehmes Mikroklima, mindestens 5° wärmer als die Umgebung. Die Granita brauchst Du im Sommer vermutlich, um den Platz wieder runterzukühlen :)
     
  20. #20 ezlbaak, 18.05.2018
    ezlbaak

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    Genau, da wachsen die Palmen :)
     
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