PID an Manometer??

AW: PID an Manometer??

Der Unterschied liegt in der Tatsache, daß die zunächst konstante Kesseltemperatur bei Änderung des Zustandes (Dampfentnahme, Kaffeebezug) ohne Regelung per Definition nicht konstant bleiben kann!

Aus Deiner ursprünglichen Aussage war nicht zu entnehmen, ob Du vom stationären Zustand sprichst - oder eben von einem (gerade) ablaufenden Regelvorgang.

Eventuell meinen wir ja aber mal das gleiche. :-D

 

AW: PID an Manometer??

Geht es jetzt doch um die Regelung der Brühtemperatur während des Bezugs, bzw. die vorausschauende Vorsteuerung der Heizung bei einem Brühvorgang? Ich warte diesbezüglich ja gerne auf Messungen, die was anderes belegen, aber das wird sagen wir mal "knifflig". Die lineare Regelungstechnik ist leider immer ganz schnell am Ende, wenn das Wort "Stellgrößenbeschränkung" auftaucht. Die Regelstrecke von Heizung über das Kesselwasser über den HX bis zum Brühwasser ist dermaßen träge (und das sogar gewollt), dass die Heizung einfach zu schwach ist, um hier innerhalb kurzer Zeit reagieren zu können. Dazu kommt, dass die Heizung verdammt schlecht kühlen kann... ;-)

Das ist eine ganz andere Baustelle und mMn durchaus diskussionswürdig

 

AW: PID an Manometer??

Ich spreche von der Regelung der Kesseltemperatur, also dem Ziel, allen Störgrößen zum Trotz ebendiese konstant zu halten. Das ist ja das gemeine an den Störgrößen, dass sie ohne Regelung meine Regelgröße in der Regel unerwünscht beeinflussen. Aber letzen Endes geht es ja um die mittelbare Größe Brühtemperatur. Das soll ja auch keine Rechthaberei werden, sondern eine Diskussion technischer Details.
Wie auch immer, noch eine grundsätzliche Anmerkung. Ich habe beim PID-Tuning meiner Gaggia CC (also im Prinzip mehr oder minder das gleiche wie eine Cimbali :-D) festgestellt, dass die Brühtemperatur trotz gradgenauer Konstanz der Kesseltemperatur in den Keller geht - die Kesseltemperatur also während des Bezugs definiert hochgefahren werden müsste, damit die Brühtemperatur sich wie gewünscht verhält. Das geht vom Ansatz wohl in diese Richtung, auch wenn die CC natürlich kein Zweikreiser ist. Geht aber über eine Regelung der Kesseltemperatur deutlich hinaus. Wenn ich das mal zusammengebastelt habe, wird das hier nachzulesen sein - dauert aber noch.

 

AW: PID an Manometer??

Ich fürchte, das könnte schwierig werden. Vor dem Beginn ist das Wasser im HX in Ruhe. Man könnte annehmen, dass der Wärmeübergangskoeffizient also wegen der noch gering ausgebildeter Temperaturgrenzschicht sehr hoch ist. Daher würde dem tendenziell eher zu warmem Wasser im HX zusätzlich stark Wärme zugeführt wird. Erst wenn sich nach einigen Momenten die Beimischung des kalten Tankwassers bemerkbar macht, geht die Brühtemperatur nach unten, auch weil sich durch die sich durch den Fluss ausbildende Grenzschicht der Wärmeübergangskoeffizient nach unten bewegt und weniger Wärme zugeführt wird.
Ist natürlich Theorie.;-) Würde aber bedeuten, dass man zu Beginn des Bezugs eher kühlen statt heizen müsste.
Alternativ wäre es doch denkbar, durch den Leerbezug die Temperatur im HX so herunterzufahren, dass erst die Überhöhung zu Beginn die Temperatur auf das gewünschte Niveau hievt. Anschliessend könnte man vielleicht den Regler dazu bringen, dass die Temperatur dort bleibt.

 

AW: PID an Manometer??

Hi,

Das Prinzip ist nicht schlecht, nur habe ich bisher noch nirgends ein PT100 im Mantel mit passender Verschraubung für meine Cimbali (wenn ich mich richtig erinnere: M6) gesehen. Ich muß zugeben, daß ich allerdings noch nicht so ausführlich gesucht habe. Hast Du vielleicht einen Tipp für einen Lieferanten?

Ich hätte noch eine Einschraubhülse frei - die ist allerdings über dem Wasserstand an der Seite. Der Stab mit dem Sensor vorne dran müsste also relativ lang sein und dann nach unten gebogen werden. Auch hier hab ich bisher nirgends was passendes gesehen.

Hmm, den Leerbezug laufen zu lassen, bis am Brühgruppenthermometer eine entsprechende Temperatur anliegt stell ich mir jetzt nicht so schwer vor.

Oder möchtest Du nicht Endtemperatur des Leerbezugs vorgeben, sondern die Beginn-Temperatur des richtigen Bezugs? Da würde ich sagen, daß die Zeit zum Beginn entscheidend ist.

Gruß,

Gerd

 

AW: PID an Manometer??

Ich kenne die Cimbali zwar nicht von Innen, aber meinst Du vielleicht so was?
Gruß
Sascha

 

AW: PID an Manometer??

Hallo Sascha,

Danke für den Link, das sieht ja schon sehr vielversprechend aus.

Bei dem verlinkten Modell dürft allerdings der Abstand von Gewinde zum Sensor zu gering sein (mit 10 mm angegeben). Ich hab die Größen jetzt nicht genau im Kopf, aber die Abzweigung von Blindbohrung zum Sieb runter dürfte irgendwo so bei vielleicht 4 bis 6 cm sein. Wenn der Sensor weniger tief drin ist kriegst Du nicht die aktuelle Temperatur mit. Wenn er zu tief drin ist blockierst Du den Fluß...

Vielleicht hat der Hersteller ja noch andere Modelle, ich schau mir das mal an.

Gruß,

Gerd

 

AW: PID an Manometer??

Mir persönlich wie gesagt nicht so sehr, aber ich nehme mir vor, bei meinen Modifikationen darauf zu achten, daß ich auch zu diesem Thema Erkenntnisse gewinne. ;-)

Etwas unsympathisch an der Idee ist mir irgendwie, daß es sich wie eine Automatik anfühlen würde (mit allen Nachteilen in Bezug auf Zuverlässigkeit und Charakter). Wahrscheinlich würde es mir zunächst reichen, etwas empirische Daten über den Zusammenhang zwischen Leerbezugstemperatur-Verlauf und Brühtemperatur-Verlauf zu sammeln und dann z.B. (anhand der maschinentypischen "Kennlinie") einfach eine Bereitschaftslampe aufleuchten zu lassen.

Ich glaube andererseits nicht, daß es mir gelingen würde, eine hinreichende Annäherung an eine Übertragungsfunktion der Maschine zu ermitteln und diese anschließend auch noch durch das Aufprägen einer Korrekturfunktion zu kompensieren...

Soweit gehen wir konform. Unsere Auffassungen gehen aber offenbar auseinander bei der Frage, wie ein Regler arbeiten kann, um dies zu erreichen.

Eine Espressomaschine ist sicherlich kein lineares, zeitinvariantes System. Herkömmliche Linearregler (insbesondere mit nur einer Regelschleife) werden nicht leisten können, was wir hier diskutieren, darin stimme ich überein. Das bedeutet aber nicht, daß der Menschheit keine (digitalen) Regelverfahren bekannt wären, mit denen man sowas angehen könnte... ;-)

Dies passiert durch das ungünstige Verhältnis aus geringem Kesselvolumen und trägem Temperatursensor (an der Kesselaußenseite). Hat denn Dein PID keinen Steuereingang, den Du mit Deinem Bezugsschalter verbinden könntest? Vielleicht hat er ja auch noch eine Sollwertumschaltung oder eine programmierbare Rampenfunktion... :-D

Das ist eigentlich die einzig sinnvolle Möglichkeit bei einer durch das Brühwasser gekühlten Brühgruppe. Kühlen kann man (abgesehen von z.B. der o.g. E61) nur durch Wasserverschwendung, wärmen nur durch "vorausschauende" Ansteuerung der Kesselheizung. Die größeren Maschinen von Cimbali haben übrigens den ersten Teil dieses Prinzips hydraulisch umgesetzt: das Pumpenwasser wird vorn durch die Brühgruppe geleitet, macht dann einen Bogen und fließt mittig ebenfalls wieder durch die Brühgruppe um wiederholt einen Bogen zu machen und im hinteren Teil abermals durch die Gruppe geführt zu werden. Erst anschließend läuft ein Rohr in den Wärmetauscher hinein. Soll wohl den Leerbezug ersparen...

Es gibt wahrscheinlich keine fertige Lösung, weil - wie schon richtig gesagt - die Länge exakt passen muss. Man kann aber evtl. eine Verschraubung wie für eine Niveausonde verwenden, in die man einen Edelstahlfühler einklebt. Die Schraube, mit der die Bohrung im Originalzustand verschlossen ist, ist auch nur mit Kunstharz oder Sicherungslack eingeklebt.

Evtl. genügt es aber auch, eine Schraube zu durchbohren und den Sensor fest einzukleben. Bei den o.g. Messungen im Link wurde es wohl so ähnlich gemacht.

Grüße,
Sebastian.

 

AW: PID an Manometer??

was ist denn das bitte für ein ton? naja - vermutlich verstehe ich dich einfach falsch.
aber wie mir scheint, hast du noch nicht so oft mit solchen technischen daten zu tun gehabt oder meßgeräte für einen bestimmten einsatz spezifiziert/ausgelegt.

ich habe mir das technische blatt trotzdem mal angesehen - was ich da geschrieben habe, stimmt in diesem fall absolut. wenn du mit einem sensor, dessen meßbereich 0-10 bar ist, 0.1 bar (oder auch nur 1 bar - für gewöhnlich werden meßgeräte ausgelegt, daß man im oberen drittel des meßbereiches den normalen betriebszustand hat) messen willst, machst du schlicht und ergreifend was falsch.
die genauigkeitsklasse ist mit 1% angegeben (was vom meßbereichsendwert abhängig ist), die hysterese mit 0,4%, jährliche drift mit 0,4% und die reproduzierbarkeit ist mit 0,06% angegeben. das wird im übrigen, um den gesamtfehler zu ermitteln, aufaddiert (oder der sensor wird dkd-kalibriert geliefert, so daß man zumindest innerhalb der angegebenen gültigkeitsdauer des zertifikates verlässliche werte hat).

im datenblatt ist im übrigen auch ein sensor mit 1.6 bar meßbereich angegeben, welcher die selben toleranzbereiche bietet. 1% würde damit einem absoluten fehler von 0,016bar entsprechen und wäre für deine zwecke genau das richtige ...

 

AW: PID an Manometer??

Naja - ich habe Deine Posts so gedeutet, dass Du die Kesseltemperatur regeln willst. Das stand ja auch im Klartext an einigen Stellen. Aber wenn ich Dich richtig verstehe geht es Dir doch darum, die Brühtemperatur zu regeln und auch zu messen. Die Kesseltemperatur ist in diesem Fall nicht Regel- sondern Stellgrösse. Dass sie in diesem Fall durch eine kaskadierende Regelung ebenfalls geregelt werden muss, ändert daran nichts.
Dann sieht der Fall etwas anders aus. Technisch finde ich das durchaus interessant - auch wenn ich mich frage, ob es nicht besser wäre, einfach einen Dualboiler zu kaufen statt "Temperaturkonstanz by wire" erzwingen zu wollen.
Noch ein Hinweis zur Regelungstechnik. Wenn eine Temperaturregelung schnell sein muss, sollte immer eine entsprechende Rückstellkraft vorhanden sein. Das kann beispielsweise so aussehen, dass eine permanent laufende Kühlung und eine geregelte Heizung auf das System wirken. Ich schätze, das wird Dir bei dieser Art Regelung noch Kummer machen. Aber wenn Du das zum Laufen bekommst: Meinen Respekt hast Du! "Just do it" ;-)

 

AW: PID an Manometer??

Wer weiss das schon immer ganz genau... ;-). Mir fällt übrigens auf, dass wir von der Ausgangsfrage des Threads mittlerweile so weit weg sind wie Filterkaffee von Espresso (egal ob mit oder ohne Regelung der Brühtemperatur).

 

AW: PID an Manometer??

Neiiin! Ich hab' nun wirklich schon einige male klargestellt, daß ich primär an einer Druckregelung des Kessels interessiert bin, um einen Standbymodus, einen energiesparenden Betrieb, eine konstantere Dampfleistung (bezugsunabhängig) und eine Anpassung an verschiedene Kaffeesorten (mittels des sich einstellenden Temperatur-Niveaus) zu erhalten. Außerdem ist es mir wichtig, die Druckregelung überwachen und Meßwerte erhalten zu können.

Erst sekundär interessiere ich mich dafür, ein Temperaturprofil für den Kaffeebezug zu verwirklichen.

Ich hatte auf diese Thematik nur mit eigenen Ideen und Meinungen geantwortet. Meine konkreten Hinweise zur Regelung der Brühtemperatur sind für mich zunächst hypothetisch, quasi von akademischem Interesse.

Ist sie doch. Und ich habe sie - aus akademischem Interesse - auch bereits beschrieben: Pumpenwasser und ein "Vier-Wege-Ventil" (um das Kühlwasser des automatischen Leerbezugs in den Abfluß zu leiten). Das wäre dann eine Dreipunktregelung der Temperatur in Kaskade zur Zweipunktregelung des Kesseldrucks.

Klingt nicht nur kompliziert, ist es sicher auch. Deshalb kommt erstmal eines nach dem anderen.

Grüße,
Sebastian.

PS:

Sooo weit weg vom Thema sind wir nicht. Eine der Fragen des Themenstarters war doch, ob schon mal jemand eine PID-Druckregelung verwirklicht hat und was es bringt. Da hier noch niemand sowas gemacht zu haben scheint, muß nunmal erstmal theoretisch darüber nachgedacht (und woanders recherchiert) werden.

Allerdings habe ich Faustino im Verdacht, daß er zu diesem Kernthema hier genießt und schweigt... ;-)

 

AW: PID an Manometer??

Aaaah, jetzt habe ich es endlich verstanden, was Du willst. Ich habe es nämlich bis hierher auch so verstanden, dass Du an der Brühtemperatur drehen willst.

 

AW: PID an Manometer??

Na dann - viel Erfolg. Vor allem beim Standbymodus.

 

AW: PID an Manometer??

Uff, gleich in meinem ersten Posting (#7) hatte ich's doch geschrieben. :lol:

Einige Beiträge später (#10) habe ich erwähnt, daß ich angedacht habe, die Brühtemperatur auch mal messen (nicht regeln) zu können.

Daraufhin entstand zwischen Dale und mir eine Diskussion zum Thema Regelmöglichkeit. In #13 hab' ich deshalb geschrieben, man müsse erst messen.

In #17 hat berlusconi schließlich behauptet, man könne nicht richtig regeln, woraufhin ich mich auf den Standpunkt gestellt habe, daß wir das nicht so einfach abtun sollten, weil wir für eine Absage an die Idee nach meinem Geschmack zu wenig empirische Daten einer druckgeregelten Maschine haben.

Trotzdem bin ich für einen Versuch zu haben.

Ansonsten ist alles okay.

 

AW: PID an Manometer??

... mit Zweckentfremdung des Sicherheits-Temperaturfühlers zur Temperaturregelung für diesen speziellen Zustand, da ohne Überdruck, wie in #60 ebenfalls bereits erwähnt.

 

AW: PID an Manometer??

Ich hab' im Prinzip die meisten Teile zusammen: allen voran einen Controller, ein paar Druckmeßumformer, ein paar PT100-Temperaturfühler, eine passende Verschraubung sowie geeignete Meßverstärker für die Temperatur, Halbleiterrelais, etc.
Blöderweise geht gleichzeitig die Prüfungsphase im Studium los. Ich werd' also nochmal ein paar Wochen brauchen, bis ich was vorzeigbares habe.

Aber ich hab's nicht vergessen!

 

AW: PID an Manometer??

vielleich ganz Interessant in dem Zusammenhang ->hier