PID Parameter Einstellen

Diskutiere PID Parameter Einstellen im Espresso- und Kaffeemaschinen Forum im Bereich Maschinen und Technik; Da ich jetzt auch meinen PID endlich angeschlossen hab und ihn dann na klar auch noch einstellen müsste denke ich das es sich lohn daraus ein...

  1. #1 gunnar0815, 09.03.2009
    gunnar0815

    gunnar0815 Mitglied

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    Da ich jetzt auch meinen PID endlich angeschlossen hab und ihn dann na klar auch noch einstellen müsste denke ich das es sich lohn daraus ein eigenes Thema zu machen.
    Die Voreinstellung vom Auber PID war gar nicht so schlecht. Obwohl ich keine Silvia hab. (P = 2.0; I = 60; D = 15)
    Die Ziegler und Nichols Methode hat erst mal erheblich zu schlechtere Ergebnisse geführt. (P = 1,3; I = 20; D = 5)
    Die Autofunktion hab ich erst gar nicht probiert da die Ergebnisse nicht so sein sollen.
    Was mir entscheidet weiter geholfen hat ist
    http://www.jumo.de/web/Jumo_de.nsf/...Document&area=AlgNav&5&Support_gedrueckt&nav=

    Auf Seite 63 sind die typischen Kurven für P zu groß/klein und I/D (4 zu 1) zu groß/klein. Damit kann man sich ziemlich gut ans optimale tasten wenn man erst mal in der nähe ist. Dazu reicht auch die Ziegler und Nichols Methode und der P Wert stimmte ja fast
    Bei mir war das jetzt dann P = 1,4; I = 80; D = 20
    Zur allgemeinen Verständnis ist auch das gut zu lesen
    http://www.samson.de/pdf_de/l102de.pdf

    Wünschenswert wäre wohl eine Störgrößenaufschaltung wenn die Pumpe anspringt kann rüg 100% Heizleistung geschaltet werden um die Temperaturdrift möglichst klein zu halten.
    Hat der Auber PID wohl aber nicht.
    Gunnar
     
  2. boing

    boing Mitglied

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    AW: PID Parameter Einstellen

    Nur aus Interesse: welche der beiden Ziegler-Nichols-Varianten hast Du eigentlich verwendet und wie wurden die Werte ermittelt? Ich nehme z.B. nicht an, dass Du die vollständige Sprungantwort mit 1000W Heizleistung gemessen hast;-). Wenn man den Regelkreis dagegen zum Schwingen bringt kommt vermutlich die Stellgrößenbeschränkung (Heizleistung <0 nicht möglich) zum tragen was das Ergebnis verfälschen könnte.

    Zur Störgrößenaufschaltung: diese müsste eigentlich an ein Flowmeter gekoppelt sein, da bei einem Doppio die doppelte Heizleistung benötigt wird. Wenn man von einer Erwärmung von 75K (von 15°C auf 90°C mit 4,18J/(g*K)) und 1ml/s ausgeht und 100W Wärmeverluste der Maschine annimmt benötigt man ca. 400W, für einen Doppio also etwa 700W so dass das volle Einschalten der Heizung mit 1kW dann in beiden Fällen zu viel wäre und die Heizleistung statt um 400 oder 700W zu niedrig halt um 600W oder 300W zu hoch wäre was auch die Regelung merken und ausregeln müsste.

    Bei einer einfachen AEG-Espressomaschine deren Besitzer ich hier nicht nennen möchte wird z.B. mit Bezugsbeginn die 1kW-Heizung dauerhaft zugeschaltet (natürlich ohne Regelung) was bei Verwendung eines "echten" 1er-Siebs und 25s Durchlaufzeit gegen Bezugsende zu einer zu hohen Wassertemperatur führt. Mit Crema-Sieb und <10s passt die Temperatur (und nur die...) dann so ungefähr und auch bei einem "echtes" 2er-Sieb wird es nur etwas zu warm...
    Natürlich ist ein einfachster Durchlauferhitzer nicht 1:1 mit einem Boiler vergleichbar, aber ich wollte auch nur das Problem einer unpassend aufgeschalteten Störgröße verdeutlichen.
     
  3. #3 gunnar0815, 10.03.2009
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    AW: PID Parameter Einstellen

    Hab die Schwingungsmethode von Seite 57 (jumo) verwändet. Kenne die andere von ihnen gar nicht. :lol:
    Zur Störgrößenaufschaltung: Mit einem Flowmeter wäre es wohl am genauste. Bei meiner Brugnetti (280 ml Kessel) bleibt die Temperatur recht konstant wenn ich schon bei der Preinfusion (z.B. 10 Sek.)(2 Bar und deswegen weit unter 1 ml/Sek.) die Heizung mit anschalte 100% und sie weiter bis Bezugsende laufen lasse. Zum Ende hin steig die Temperatur wieder kommt aber nicht über den eingestellte Wert.
    Hab auch schon überlegt ob ich nicht einfach bei Bezug bzw. wenn die Pumpe läuft die Heizung einfach auf 100% mit einem zusätzlichen Relais oder wenn es der Schalter verkraftet über den Bezugsschalter mit draufschalte.
    Dann wäre der extreme Temperaturabfall den der PID zu spät merkt zu mindesten viel besser behoben. Na muss noch mal das Wasser messen was das so für Werte hergibt.
    Brauche aber noch einen schnellere Sonde
    Gunnar
     
  4. tec

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    AW: PID Parameter Einstellen

    Ziegler Nichols nähert die Regelstrecke durch ein schwingungsfähiges PT2 an. Temperaturregelung von Wasser ist schonmal Totzeitverhalten... merkt jeder von uns unter der Dusche wenn es zu kalt ist und zu warm gedrecht wird dann gibt es nen Aua-Effekt :D und bei Totzeitverhalten geht kein Ziegler Nichols
    PID = Regler für Siso Systeme = Single Output Single Input. Das was Du willst ist nicht so einfach realisierbar.
    Ne saubere Lösung dafür wäre sowas wie ein Zustandsregeler....wobei das für ne Espressomaschine echt schon überdimensioniert wäre.
    Grüße
     
  5. #5 dietmar_, 18.06.2009
    Zuletzt bearbeitet: 23.02.2010
    dietmar_

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    gelöscht
     
  6. #6 gunnar0815, 19.06.2009
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    AW: PID Parameter Einstellen

    Wie beschrieben hab ich den Regler auf die P-Struktur gestellt und Xp erst mal groß gewählt. Dann die Solltemperatur eingestellt und Xp so weit verkleinert bis sich eine Schwingung ergeben hat.
    Danach die Werte ausgerechnet.
    Die Methode hat aber nicht grade zu guten Ergebnissen geführt. Vielleicht auch die falsche Methode? Besser war es mit der auf Seite 63 beschriebenen typischen Kurven sich an die richtigen Werte anzunähern.
    Gunnar
     
  7. #7 gunnar0815, 19.06.2009
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    Na ja Geschwungen hat es schon regelmäßig so wie dort beschrieben.
    Nur die daraus resultierenden Werte waren nicht so das Wahre.
    Gunnar
     
  8. zamzon

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    AW: PID Parameter Einstellen

    Jetzt verunsichert doch nicht all die zufriedenen PIDer mit euerer substanziellen Diskussion.. :)

    Z.
     
  9. #9 bluebean, 19.06.2009
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    AW: PID Parameter Einstellen

    ajo gleich was Praktisches zum Thema:

    Hat wer erprobte Parameter für Gaggia-Machinas bei der Hand?
     
  10. #10 gunnar0815, 20.06.2009
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    AW: PID Parameter Einstellen

    @dietmar ah jetzt wird auch klar warum die Werte nicht das Wahre waren. Danke
    Mit der Annähung mit den typischen Kurven von Seite 63 klappt das einstellen des PIDs aber hervorragend
    JUMO Literatur
    @bluebean würde einfach die Werte erst mal lassen und mich wie auf Seite 63 beschrieben an das optimale PID-Verhalten rantasten. Geht damit recht einfach.
    Gunnar
     
  11. #11 christoph63, 20.06.2009
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    AW: PID Parameter Einstellen

    Ich kann zu diesem Thema PID without a Phd empfehlen. (Einfach mal googlen) Dort wird in einem 7-seitigen PDF beschrieben, wie so ein Regelkreis arbeitet und auch wie man ihn einstellt.
    Ist allerdings in Englisch.
     
  12. #12 devil77, 07.07.2009
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    AW: PID Parameter Einstellen

    Hallo,

    ich muß das Thema nochmal aufgreifen und hoffe doch das Schläge ausbleiben. Ich habe meine Domobar mit einem PID ausgerüstet und stehe nun, wie einige andere, vor dem Problem des Einstellens. Mich würde einfach mal interessieren wie man es ohne große Meßtechnik bewältigt den PID richtig einzustellen. Den mit der Probiermethode scheint es ja nicht richtig zu funktionieren den passenden P-Wert zu ermitteln um I und D abzuleiten. Also wie macht ihr das mit dem einstellen?
     
  13. #13 gunnar0815, 07.07.2009
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    AW: PID Parameter Einstellen

    Du nimmst die eingestellten Werte oder die Auto Funktion und tastest die dich hiermit an deiner Einstellung ran:
    Dann hast du den PID auch so wie du ihn willst.
    Gunnar
     
  14. #14 devil77, 09.07.2009
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    AW: PID Parameter Einstellen

    Hallo,

    habe mich mal versucht an der Einstellung aber so richtig komme ich mit den Werten nicht klar. Mir leuchtet aus den veruschen noch nicht so richtig ein welcher Wert welche Änderung bewirkt.
    Anbei mal 4 Diagramme mit den Werten von verschiedenen Einstellungen.
    Evtl. kann mit jemand mal ein Tip geben in welcher Richtung welcher Wert sinnvoll zu ändern wäre.

    [​IMG] [​IMG] [​IMG] [​IMG]
     
  15. #15 gunnar0815, 09.07.2009
    gunnar0815

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    AW: PID Parameter Einstellen

    Auf dem letzten Bild ist P zu groß. Wenn du dich jetzt zu langsam an deine Zielgröße rantastete dann D und I verkleinern. Wenn die Kurve sich dann zu stark einschwingt D und I wieder vergrößern.
    Gunnar
     
  16. #16 Bubikopf, 09.07.2009
    Bubikopf

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    AW: PID Parameter Einstellen

    Kurve 3 ist schon sehr schön, geh mal mit P auf 1 runter, dann sollte der Anstieg etwas schneller sein und trotzdem nicht überschwingen.
    Gruss Roger
     
  17. #17 devil77, 09.07.2009
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    AW: PID Parameter Einstellen

    Hallo,

    mich würde noch Interessieren wie die optimal Kurve für eine Espressomaschine aussehen sollte. Eher steil auf Sollwert oder langsam auf Sollwert. Deswegen mal die Frage wie eure Temperaturkurven so aussehen?
     
  18. Loki

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    AW: PID Parameter Einstellen

    ich kann sie leider nicht in den PC laden.

    Generell eher auf Störung statt auf Führung konfigurieren, d.h. beim ansteuern an den Sollwert darf es schonmal überschwingen. Dafür ist es dann bei einer Störung (=Bezug) aggressiver und gleicht schneller aus (überschwingt dafür wieder leicht nach dem Bezug)

    Von 20°C Raumtemperatur überschwingt es bei mir ca. 0,3°C. Danach wird die Temperatur ohne sichtbare Schwingung gehalten.
    Während des Bezugs sackt die Temperatur um 0,5°C ab, nach dem Bezug überschwingt es maximal 1°C.
     
  19. #19 devil77, 09.07.2009
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    AW: PID Parameter Einstellen

    Hallo,

    klingt interesant. Was für Werte hast Du eingestellt? Davon bin ich ja noch meilenweit entfernt. Wie lange hat es den gedauert diese Werte zu ermitteln?
     
  20. #20 Loki, 09.07.2009
    Zuletzt bearbeitet: 09.07.2009
    Loki

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    AW: PID Parameter Einstellen

    ich könnte dir jetzt leider nur die Werte für die Gaggia geben. Die VBM steht bei meinem Vater.

    Mit der Juma-Dokumentation kommt man recht weit.
    Ich habe die Einstellungen immer so vorgenommen: Zieltemperatur auf 70°C und einpendeln lassen. Dann Zieltemperatur auf 95°C und dabei die Auto-Funktion genutzt.

    Die Werte habe ich dann durch Try'n'Error verbessert. Dabei ist die Seite 63 (65 des pdfs) hilfreich.

    Z.B. von deinem 4. Bild aus würde ich mich wie Gunnar geschrieben hat vorarbeiten:
    P verringern um den Überschwinger zu verkleinern. Falls er dann auf dem Weg zur Zieltemperatur verhungert I und D verkleinern.

    Für Störungen gibt die Jumo-Literatur I = k ∙ D mit k = 0,175 an. Bei mir ist k größer (0,23), ich habe das Verhältnis von der Autoeinstellung behalten. Ich habe mich nach ner Stunde erstmal zufrieden gegeben und dann immer wieder etwas rumgespielt.

    P.S.: Kann das Forum keine geschützten Leerzeichen?
     
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