PID - Frage an Besitzer von Dallacorte, Alex Duetto, Vivaldi, Brewtus & Co.

AW: PID - Frage an Besitzer von Dallacorte, Alex Duetto, Vivaldi, Brewtus & Co.

hi,
dein vergleich hinkt, beim bezug sollte die temperatur bei beiden regelvarianten etwa gleichweit absinken! und dann ist es dein bier, wann du den 2punktregler ausschalten laesst bzw. was fuer eine hysterese dein modell hat.
ueber zamzons tonfall mag man streiten, aber in der sache hat er imho recht.

btw (und etwas OT): kontraproduktiv finde ich z.B. die moeglichkeit bei muehlen (bzw. den von mir bevorzugten belichtungsschaltuhren) die mahldauer digital einzustellen, das dauert ewig laenger als der alte treue drehknauf (ok, man koennte es digital auch per drehregler machen, mir ist aber kein modell bekannt).

nun aber zurueck zum interessanten thema...
lg blu

 

AW: PID - Frage an Besitzer von Dallacorte, Alex Duetto, Vivaldi, Brewtus & Co.

Dann tut mir mein 'Tonfall' leid! Wie immer wollte ich niemanden zu nahe treten, ärgern oder beleidigen. Im Gegenteil: Mir ging es darum, dass nicht aneinander vorbeigeredet wird, nur weil die Begrifflichkeiten nicht deckungsgleich sind. Ausserdem wollte ich - hoffentlich nicht nur für mich selbst - klären, was der guten Emulsion hilft und was eher unnütz sein könnte.

Danke für die diesbezüglichen Beiträge und einen schönen Sonntag Abend allerseits.

Z.

 

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Der Vorteil einer PID-Regelung liegt im wesentlichen darin, daß man nach einer gewissen Ruhephase reproduzierbar von einer definierten Temperatur den Bezug starten kann. Das dynamische Verhalten beim Bezug ist dann nicht mehr so toll. Deshalb verwenden einige der "ambitionierteren" Maschinen auch eine Vorheizung des nachströmenden Brühwassers. Ein einfacher Zweipunktregler kann die Temperatur nicht so genau halten, da die Temperaturmessung mit kaum vermeidbaren Verzögerungen behaftet ist, die dann ein Schwingen um die Zieltemperatur bewirken, die deutlich höher als die Hysterese des Reglers ist.

 

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hi,
naja so schlimm war er nicht ;-).
@tsurf: fuer einen einfachen regler gilt das sicher.
lg blu

 

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hi,
naja so schlimm war er nicht ;-).
@tsurf: fuer einen einfachen regler gilt das sicher.
lg blu

 

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Also, dann will ich mal...

Immer, wenn ich einen neuen Kaffee bekomme, also einen, den ich noch nicht kenne, werde ich ihn zunächst mit der Standard-Temperatur brühen. Das ist bei meiner Duetto 93°C, also mit Offset entspricht das 103°C im Boiler.

Wenn ich begeistert bin, mache ich garnichts weiter. Habe ich den Eindruck, da "wäre noch mehr möglich", probiere ich in 2°C-Schritten, meistens nach oben - immer,wenn der Gesamteindruck grundsauer ist, oder Robusta dabei ist. Mit grundsauer meine ich nicht die Fruchttöne, sondern Säuren, die irgendwie deplaziert wirken. Und die verschwinden in der Regel bei 2°C mehr.

Umgekehrt, wenn der Geschmackt "verbockt" wirkt, also mehr bitter-holzig, versuche ich es mit niedrigeren Temperaturen. Und diese verbockt-Bitterkeit darf man nicht verwechseln mit einem Bittermandelton, der typisch ist für die süditalienischen Röstungen.

Was ganz wichtig ist: bei allen E61-Brühgruppen sollte man nach der Umstellung 15 Minuten warten, bis sich die neue Temperatur verbreitet hat. Soviel Zeit muss sein. Ist ja schließlich ein schönes Hobby.

Fazit: Da ich drei Mühlen im Einsatz habe, benutze ich die Temperatureinstellung recht häufig. So will der Giasing 95°C haben, und der Latino 93°C.

Hilft Dir das weiter?

Gruß,
nK

 

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Ein wenig kleiner theoretischer Background bzw die passenden Schlagwörter.
PID Regler Parameter und Sprungantworten werden auf der Laplace Transformierten berechnet. Voraussetzung für die Laplace Transformierte ist Stationärer Zustand (LTI Systeme Linear Time Invariant), der Zustand ist unabhängig von der Zeit.
PID Regler = SiSo (Single Input Single Output) somit gibt es eine Eingangsgröße und eine Ausgangsgröße
Wenn du eine System während des Bezuges ausgleichen möchtest hast du eine MiMo Regelstrecke (Multiple Input Multiple Output). Eine Möglichkeit das zu erreichen wäre ein Zustandsregler.

So nun stellt sich die Frage warum denn nicht sowas tolles wie ein Zustandsregler verbaut wird....klare Antwort die Kosten: Einen PID kann man durch ein wenig rumprobieren oder mit einigen einfachen Verfahren entsprechend dimensionieren.
Bei einem Zustandsregler hat man überhaupt keine Chance durch rumfriemeln was einzustellen, da muss man rechnen bzw es muss ein entsprechendes Model der Regelstrecke(Boilergröße, Wasserstand, Wassertemperatur, Druck, Druck- und Wasserabfall beim Bezug, Wärmeverlust durch die Rohrez zum Brühkopf, Brühkopftemperatur, Widerstand des Kaffees, Abflussgeschwindigkeit, Nachflussgeschwindigkeit und -temperatur des Wassers usw) erstellt werden.
So ich als Ingenieur fände nen ZUstandregler total genial, aber es funktioniert auch schon verdammt gut mit nem PID und es entspricht eben KISS = keep it small simple
So nun auch meinerseits Schluss mit Offtopic

 

AW: PID - Frage an Besitzer von Dallacorte, Alex Duetto, Vivaldi, Brewtus & Co.

Es ist eben beides möglich. Man(n) kann sich wie ein Gockel am Chrombomber produzieren, aber man kann auf der Suche nach dem "Abenteuer Espresso" auch durch passende Geräte das Leben erleichtern. Wenn Du Dich in dieses Abenteuer einlassen willst, und durch die Anschaffung werden keine wichtigeren Dinge benachteiligt, so kann ich Dich nur ermuntern, Dich bei den Dualboilern umzusehen. Ich würde mir jederzeit wieder einen kaufen, stünde ich vor der Wahl.

nK

 

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Seit ich die PID in meiner Gaggia drin habe, weiß ich um den Einfluß der Wassertemperatur auf den Geschmack. Ich schließe mich da den Worten von nacktkultur an, wenns zu sauer ist, dann gehe ich 1-2C hoch, wenns bitter wird, dementsprechend runter. Den Unterschied schmeckt man tatsächlich, keine Einbildung!

Gruß

Michl

 

PID vs. Zustandsregler

Moin,

ich bin meines Wissens bislang noch der einzige bekennende Ex-Hähnchengriller, daher erlaube ich mir mal, als persönlich Begrüßter (und warum auch immer Gescholtener :roll diesen alten Thread zu reanimieren. Allerdings nicht in der ursprünglich gemeinten Frage, wie nützlich eine direkte Temperaturverstellbarkeit ist, sondern vielmehr in der Frage des OT-Exkurses, welche Reglerform für Espresssomaschinen eigentlich am geeignetesten erscheint:

Wenn ich mir meinen PID so ansehe, kann ich nur unterstreichen, dass er eigentlich eine reine Notlösung für das Regelproblem ist: Je nachdem, wo der Temperaturfühler platziert und wie flink er ist, kann der PID schonmal während des Bezuges ziemlich am Rad drehen.

Bei mir ist es so, dass bereits die kleinsten thermischen Strömungen vom Fühler schlagartig wahrgenommen werden, da er direkt am Boilerzulauf sitzt und sehr flott ist. Für eine schnelle Reaktion ist das zwar toll, aber leider gibt die dort gemessene Temperatur eben absolut nicht die mittlere Temperatur des gesamten Boilers wider. Genaugenommen ist das, was reinkommt, nur ein Tropfen auf den heißen Stein (z.B. 1ml/s auf 4l Gesamtvolumen), aber es braucht eine Weile, bis an dieser exponierten Messtelle wieder ausgegelichene Temperaturverhältnisse vorherrschen. Mit einem PID lässt sich an der Stelle eigentlich nur dann halbwegs vernünftig regeln, wenn man ihn besonders träge einstellt, aber das ist ja irgendwie auch nicht so toll...

Am sinnvollsten erscheint es mir, dass man zwei Dinge ermittelt: 1. wieviel thermische Energie geht im Stillstand pro Zeiteinheit flöten und 2. wieviel geht zusätzlich raus, wenn eine gewisse Menge Frischwasser nachströmt.

Ersteres ist auch mit einem PID schnell herausgefunden: z.B. I-Anteil wie nichts Gutes hochschrauben und auf den Stellwert gucken -- der pendelt sich dann irgendwann auf einen recht konstanten Niveau ein. Für die Bezifferung des Energieverlusts während des Bezuges bräuchte man am besten einen halbwegs schnellen Temperaturfühler im Boilerzulauf, den man zusammen mit dem/den Flowmeter(n) auswertet. Anhand dieser beiden Informationen ließe sich schonmal sehr leicht ein nahezu optimaler Stellwert für die Heizung errechnen.

Praktisch würde man aber wohl eher noch einen zweiten Temperaturfühler in "ruhiges Fahrwasser" des Boilers hängen und damit einen PID füttern. Auf das, was der als Stellwert ausspuckt würde man dann noch die zweite Komponente draufschlagen, die sich aus Boilerzulauftemperatur und Fließgeschwindigkeit am Flowmeter errechnet. Fertig ist der perfekte Regler, oder?

Gruß
Martin

 

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Die Verlustleistung im Stillstand kann der Regler durch einen kleinen I-Anteil problemlos ausregeln, es gibt keinen Grund zu versuchen ihm hier Nachhilfe zu erteilen;-). Wenn man die hierfür erforderliche Stellgröße trotzdem unbedingt wissen will muss man die Reglerparameter nicht ändern, sondern es reicht zu warten bis ein stationärer Zustand erreicht ist und dann die Stellgröße abzulesen. Wenn man den I-Anteil einfach stark hochdreht wird das System irgendwann instabil und man kann nichts sinnvolles mehr ablesen.

Ohne genaue Modellbildung erscheint mir höchstens noch eine Störgrößenaufschaltung über das Flowmeter sinnvoll. Einfach zwei PID-Regler gegeneinander (oder miteinander...?) arbeiten zu lassen ergibt ein System dessen Dynamik nur schwer zu durchschauen ist. Wenn z.B. die beiden Temperatursensoren nicht absolut 10000%ig identische Werte liefern und die Temperatur im statischen Zustand an beiden Stellen exakt identisch ist würden Dir z.B. die I-Anteile der beiden Regler an den jeweils entgegengesetzten Anschlag laufen was die anschließende schnelle Reaktion auf eine Temperaturänderung stören könnte.

 

AW: PID vs. Zustandsregler

Mal eine ganz andere Frage: Wozu muss man bei einer Boilergröße von 4 l während des Bezugs nachheizen? Der Temperaturabfall durch das minimal einströmende Wasser ist doch völlig vernachlässigbar. Zumal der winzige Abfall locker durch die Brühgruppe ausgeglichen werden dürfte.

Bei meiner CC und 120ml sehe ich das ja ein, und meine PID-Regelung regelt das tatsächlich auch sehr schön und schnell aus (mein K-Fühler sitzt am Kessel außen relativ weit unten wo das Wasser einströmt).

Dass die PID rotiert, wenn man einen schnellen Fühler im Bereich des einströmenden Wassers platziert, kann ich mir sehr gut vorstellen.

Gruß

Michl

 

AW: PID vs. Zustandsregler

Moin,

das war ja auch nur ein (eher unnötiger) Hinweis von mir, wie man an einer gepiddeten Maschine ganz schnell die Stillstandsverlustleistung ablesen kann. Bei "gemäßigten" Integrationszeiten hibbelt mein PID immer noch ziemlich rum und ein Ablesen der Stellgröße ist praktisch unmöglich. Drehe ich sie deutlich höher, so wird das Regelverhalten im Bezugsfalle zwar aufgrund der höheren Trägheit unbrauchbar, aber die Stellgröße wird relativ konstant bei ~10% gehalten.

Es war auch nicht der Plan, zwei PIDs zu implementieren, sondern einen PID in "ruhigem Fahrwasser", zu dessen ausgeknobelten Stellwert noch ein Korrekturwert hinzuaddiert wird, der sich aus der nachfließenden Wassermenge und -temperatur errechnet. Letztere Komponente würde also direkt am Boilereinlass einen Temperaturfühler und ein Flowmeter voraussetzen; bei jedem Puls, der vom Flowmeter kommt, würde man dann die damit korrespondierende Wassermenge mal dem Temperaturdelta zum Setpoint herannehmen, um den nötigen "Zuschuss" zu ermitteln, der dann sukzessive dem System mit längeren Heizzyklen (oder einem langen) wieder zugeführt wird. Das war jetzt schon wieder nicht sonderlich gut ausgedrückt, aber zwischen den Zeilen wird man hoffentlich erahnen, was ich eigentlich sagen wollte. ;-)

Och mann, jetzt verdirb mir doch nicht meine Spielerei... Ja, hast natürlich Recht, dass es sich bei mir um ein eher theoretisches Problem handelt. Aber der von mir skizzierte Regler ist ja nicht auf meine Maschine beschränkt, sondern wurde nur anhand ihres Beispiels beschrieben. Ich frage mich ernsthaft, warum solche Hersteller wie Gicar nicht schon längst eine Standardkomponente geschaffen haben, die genau dieses Problem angeht. Bei den neueren LMs könnte man das sogar in Teilen per Firmwareupgrade nachrüsten, da Flowmeter- und Temperaturauswertungen ohnehin auf einer Platine erfolgen. Aber zurück zu Deinem Einwand: noch viel interessanter wären als Einsatzort natürlich kleine Haushaltseinkreiser.

Gruß
Martin

 

AW: PID vs. Zustandsregler

Dann ist alles klar. D.h. der Temperatursensor am Boilereinlass (bzw. kurz davor) soll die Zulauftemperatur des Kaltwassers (ich hatte ihn mir im Boiler vorgestellt) messen und es wird eine Störgrößenaufschaltung vorgenommen.

Das zweite Missverständnis war wohl der "I-Anteil". Ich hatte an den häufig "Ki" bezeichneten Wert gedacht der der Kehrwert der Integrationszeit ist;-).

 

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Eine vielleicht etwas ketzerische Frage:

Wozu Flowmeter und Temperaturfühler vor dem Kessel und ein unheimlicher Aufwand, das richtig zu regeln, bei einem Bezug von max. 60 ml? Wäre es nicht sinnvoller, eine klug dimensionierte aktive (elektrisch beheizte) oder passive (Mitnutzung der Kesselwärme) Speisewasservorwärmung vor dem Brühboiler einzubauen, die dafür sorgt, dass die 60 ml Frischwasser heiss in den Kessel gepumpt werden?

 

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Weder eine ketzerische noch wirklich neue Idee: Die Izzo Alex Duetto hat einen HX im Dampfboiler, der das Brühwasser vorheizt.

nK

 

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Wow. Wie absurd! Ein Dualboiler-Zweikreiser. Oder Zweikreis-Dualboiler??

Warum betreibt man diesen Aufwand?

Habe ich mich verrechnet, oder genügten einer flinken Regelung (MISO) an einem Durchlauferhitzer ca. 330W um das Brühwasser auf 93°C zu erwärmen (von 15°C bei 1ml/s und mit ca. 4,2kJ/kg/K also 4,2W/ml/K)

Wenn dann zur Leitung des Wassers bzw. des Kaffees statt des dollen Metalls noch was mit wesentlich schlechterer Wämeleitfähigkeit und niedriger Wäremekapazität verwendet wird, dann sollte das doch mit einer lächerlichen 500W Heizung auch deutlich einfacher zu realisieren sein als diese Materialschlacht in unserern Lieblingsspielzeugen! Warum gibt's das nicht in guter Qualität? Wo ist das Problem?

Z.

 

AW: PID - Frage an Besitzer von Dallacorte, Alex Duetto, Vivaldi, Brewtus & Co.

@zamzon:

Das Problem liegt m.E. darin, dass die PID Regler in den Espressomaschinen eher träge sein müssen, um nicht laufend Achterbahn zu fahren. Die sind gar nicht dafür ausgelegt, Korrekturen während des Bezugs vorzunehmen. Die eigentliche Stabilität passiert über die Trägheit des Systems und darüber, dass man vorgeheiztes Wasser in den Brühboiler pumpt. So kommt die Gesamttemperatur kaum aus der normalen Regelstrecke heraus, und der Regler produziert keine Überschwinger.

Greetings \\//

Marcus