Pid-regler für silvia - Hat das jemand von euch gemacht?

Diskutiere Pid-regler für silvia - Hat das jemand von euch gemacht? im Espresso- und Kaffeemaschinen Forum im Bereich Maschinen und Technik; Im Netz gibt's ja einige Anleitungen um in die Silvia eine PID-Temperaturregelung einzubauen (z.B. hier und hier). Leider sind die angegebenen...

  1. fex

    fex Gast

    Im Netz gibt's ja einige Anleitungen um in die Silvia eine PID-Temperaturregelung einzubauen (z.B. hier und hier). Leider sind die angegebenen Bezugsquellen alle in USA.

    Da ich beim experimentieren mit dem "Temperature-Surfing" erstaunliche Unterschiede in der Bezugsqualität feststelle, aber so meine Probleme mit dem richtigen Timing habe, überlege ich, ob ich mir sowas basteln werde.

    Hat einer von Euch das schonmal gemacht und/oder eine Bezugsquelle für die Teile (insb. PID-Regler und Temperatur-Sensor) bei einem Händler in Deutschland zur Hand? Ich hab nur Industrie-PID-Regler weit jenseits von 200 Euro gefunden, was zum Ausprobieren vielleicht doch ein bisschen teuer ist...

    Ich meine auch mal auf einer entsprechenden Seite auf Deutsch gewesen zu sein, kann aber auch nach längerem "Googlen" diese nicht mehr finden - vielleicht kennt die ja einer von Euch?

    Gruß
    Fex



    Edited By fex on 1067346990
     
  2. fex

    fex Gast

    Ich bin natürlich auch an Erfahrungen mit PID-Umbauten anderer Maschinentypen interessiert...

    fex
     
  3. #3 Host, 29.10.2003
    Zuletzt bearbeitet: 08.11.2009
    Host

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    Hallo Fex,
    ich weiß zwar auch keine Quellen in D für so einen PID-Controler (ich würde mich wohl zuerst bei Conrad umsehen), aber wieso fragst Du nicht mal bei alt.coffee nach?
    Selbst wenn es da sehr U.S.-lastig zugeht weiß vielleicht einer den Europavertrieb für solche Dinge.
    Solltest Du Dich für eine PID Kontrolle entscheiden, - dann bist Du sicher der erste hier im Board - obwohl stimmt nicht ganz - mmorkel hatte mal eine PID kontrollierte Gaggia Classic Coffee, - die Elektronik war meines Wissens allerdings selber zusammengelötet, - trotzdem weiß er sicher einige Tips und Tricks.
    Halt uns auf jeden Fall auf dem Laufendem - ich spiele ja auch schon seit einiger Zeit mit dem Gedanken meine Bezzera zu verkaufen und dafür eine Silvia zu PIDen - erste Anfragen zu diesem Thema führten beim Verkäufer in einem Espressomaschinenladen zwar zu diesem bekannten "Ach Du armer Irrer" Blick, - aber was solls :) .

    Grüße
    Horst
     
  4. #4 OliverK, 31.10.2003
    OliverK

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    Also bei Wachendorff findest Du auch kleinere Regler.
    Das generelle Problem ist jedoch, die Regler auf die physikalischen Verhältnisse der Maschine zu programmieren. Du willst ja den aperiodischen Grenzfall als Temperaturverhalten erreichen. Nur, welche Temperatur wird ausgeregelt?
    Eigentlich benötigst Du zwei Fühler am Kessel (oben und unten) und einen an der Brühgruppe. Die Zeitkonstanten der Maschine sind mit diesen -wie auch in den US-Anleitungen verwendeten- Kleinstreglern nur dürftig abzubilden. Ausserdem sind die gezeigten Regler zwar intern PID, extern aber Zweipunkt. Sie können die Heizung nur taktweise ein- oder ausschalten. Und das ist genau das Problem. Die Maschine soll ja prinzipiell die Temperatur in allen Betriebsmodi exakt halten. Egal, ob Dampf, Wasser oder Espresso gezogen wird. Die Stärke des Heizeinsatzes muss also genau abgebildet werden (und das eben möglichst zeitkontinuierlich und wertkontinuierlich)
    Wir haben diese Probleme im großen Stil mit Öfen für die Halbleiterindustrie (einfahren der Wafer, Ein- und Ausschalten verschiedener Gasflüsse mit unterschiedlichen Wärmekoeffizienten). Nach meinem Diplom werde ich meine Brasilia auch auf PID-Regelung umbauen, allerdings mit nem Rohrrechner für 4 Temperaturzonen (bei mir für 2* Kessel und je eine Brühgruppe verwendet) und selbstlernenden Reglerkonstanten. Der Rechner wird dann auch Durchflußmenge, Dampf und Heißwasser regeln. Im Prinzip ist das nur ein kleiner PC mit nem CAN-Bus, einem Echtzeit-Betriebssystem und einer kleinen externen Steuereinheit. Vorteil ist einfach, daß verschiedene Szenarien durchgespielt werden können und der Regler selber merkt, was er falsch ausgeregelt hat. Nur so macht ein PID sinn. Alles Andere ist meines erachtens Spielerei. Da kannst Du auch gleich nen knackig eingestellten Zweipunktregler mit Halbleiterrelais nehmen. Merkst bei den kleinen Maschinen keinen Unterschied, da sie durch die geringe Gesamtwärmekapazität nicht sonderlich überschwingen können.
    Wenn Du Interesse hast, kann ich mal für Dich nach nem ausgeschlachteten Rohrrechner und Heizungsregelmoul fragen.
    Gruß,
    Oliver

    P.S.: Die Steuerungen aus den Öfen sind beliebig zu erweitern und können so Dein ganzes Haus steuern (soll bei uns in der Endausstattung so geschehen. Also Fussbodenheizung für 7 Räume, jegliche Geräte, Sauna.. Alles über TCP/IP per Web konfigurierbar). Sind halt recht mächtige Machinen.
     
  5. fex

    fex Gast

    Hi Oliver,

    danke erstmal für den Link, in ähnlichen Preiskategorien habe ich auch schon von anderen Herstellern PID-Module gefunden.

    [quote:post_uid0="OliverK"]Alles Andere ist meines erachtens Spielerei. Da kannst Du auch gleich nen knackig eingestellten Zweipunktregler mit Halbleiterrelais nehmen. Merkst bei den kleinen Maschinen keinen Unterschied, da sie durch die geringe Gesamtwärmekapazität nicht sonderlich überschwingen können.[/quote:post_uid0]
    Jein... bedenkt man, dass die Hysterese des eingebauten Thermostats bei ca. 22-25 Grad liegt, die Espresso-Idealtemperatur sich aber nur im Bereich von ca. 5 Grad bewegt (Quellen schwanken), bringt sicher ein Regler mit kleinerer Hysterese schon etwas, jedoch führt er wg. der großen Totzeit zwischen Heizspirale einschalten und Temperaturerhöhung beim Messfühler zu großen Überschwingen.

    Da macht ein PID-Regler schon mehr Sinn als ein normaler Zweipunkt-Thermostat. Auch wenn die Heizung dann nur diskret (ein/aus) geregelt wird - es wird ja über eine Art "Pulsbreitenmodulation" eine kontinuierliche Heizleistungs-Steuerung möglich.

    Dass der Regler die Kaltwasser-Zufuhr beim Brühvorgang mit berücksichtigt wäre natürlich wünschenswert, sehe ich aber nicht als so wichtig an - die insgesamt recht große Wärmekapazität von Kessel, Brühgruppe und Siebträger sorgt ja schon für eine relativ gute Temperaturstabilität bei den gebrühten 60ml zweier Tassen Espresso. (Vielleicht könnte man das zugeführte Frischwasser vorheizen, damit es nicht zu so starker Abkühlung führt).

    Ich verspreche mir durch den PID-Regler erstmal eine konstantere Ausgangstemperatur des Gesamtsystems, unabhängig davon wieviel Zeit vom letzten Aufheizen des Kessels vergangen ist. Damit wird das "Temperatur-Surfen" (genau XX Sekunden nachdem das Lich erloschen ist, schmeckt der Espresso am besten) überflüssig.

    [quote:post_uid0]Wenn Du Interesse hast, kann ich mal für Dich nach nem ausgeschlachteten Rohrrechner und Heizungsregelmoul fragen.[/quote:post_uid0]
    Wenn sich irgendwo ein nicht mehr benötigtes Regelmodul findet, das sich für meine Zwecke eignet, wäre ich natürlich ein dankbarer abnehmer... die 200 Euro für ein "Experiment" mit ungewissem Ausgang sind ja nicht ganz wenig...
    [quote:post_uid0]
    P.S.: Die Steuerungen aus den Öfen sind beliebig zu erweitern und können so Dein ganzes Haus steuern (soll bei uns in der Endausstattung so geschehen. Also Fussbodenheizung für 7 Räume, jegliche Geräte, Sauna.. Alles über TCP/IP per Web konfigurierbar). Sind halt recht mächtige Machinen.[/quote:post_uid0]
    Das kommt dann in der übernächsten Ausbaustufe. Da werden Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit, Tassentemperatur, Wassertemperatur und -bezugshäufigkeit als Eingangsparameter verwendet und Heizung und Mahlgrad als Ausgangsparameter über einen selbstlernendes Neuronales Netz im Regler verwurschtelt... ;-)

    Gruß
    Fex
     
  6. #6 mmorkel, 31.10.2003
    mmorkel

    mmorkel Mitglied

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    Hi Fex,

    Oliver beschreibt sicher einen Idealfall, allerdings ist die ganze Geschichte bei einer kleinen Einkreismaschine nicht wirklich so kompliziert:

    Du willst ja nicht Brüh-, Dampf-etc. -temperatur kontrollieren, sondern lediglich die Kesseltemperatur, d.h. dort die Temperaturhysterese verkleinern. Und das gehr sehr gut mit einem fast beliebigen kleinen PID-Modul. Das von mir verwendete war wie Horst schon erwähnt hat, selbstgebaut (und tut nach wie vor in meiner Cimbali Junior seinen Dienst, allerdings ist (da Zweikreis) hier die PID-Funktion relativ überflüssig, mir kommts hier eher auf die über Display einstellbare Kesseltemperatur und den Timer fürs Kessel an- und ausstellen an (Nachtabschaltung)).

    In einer Einkreismaschine ersetzt Du am besten einfach (im Schaltkreis) das Brühtemperatur-Bimetallthermostat durch den PID, und bringst den PID-Fühler dort an, wo sich das Thermostat befand. Um die ganze Sache etwas sicherer zu machen, empfiehlt es sich, das Dampfthermostat in Reihe zu schalten (bei der Gaggia Classic ist das ohnehin so geschaltet - d.h. sollte dein PID-Fühler einen Defekt haben oder sich vom Kessel lösen, so heizt die Maschine lediglich bis zur Dampftemperatur, aber nicht darüber hinaus). Wie Oliver schon gesagt hat, es muss kein PID Regler sein: Jede beliebige Schaltung mit geringerer Hysterese (und einstellbar!) ist ein deutlicher Fortschritt. Deshalb die Frage an Oliver: Wo findet man einen "knackig eingestellten (und verstellbaren) Zweipunktregler mit Halbleiterrelais"?

    Viele Grüsse,

    markus
     
  7. Host

    Host Mitglied

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    Aber der Punkt bei PID ist doch, daß man verschiedene Brühtemperaturen fahren kann, je nach Bedarf.
    Hat man einen PID Regler mit der Möglichkeit, mehrere Temperaturen zu speichern, dann kann schnell und ohne viel Aufwand die Optimaltemperatur für die jeweilige Mischung finden.

    Grüße
    Horst
     
  8. fex

    fex Gast

    Naja, so einfach ist das befürchte ich nicht:

    Die Hysterese von ca. 20..25 Grad bei der Silvia kommt ja nicht nur vom Zweipunkt-Regler (Thermostat). Dessen Hysterese ist vermutlich wesentlich kleiner. Nur durch den großen Abstand zwischen Heizelement und Thermostat (oben) kriegt der Thermostat es eigentlich erst recht spät mit, dass nun genug mit Heizen ist. Derweil ist die Heizung (unten) aber schon so heißt, dass es überhitzt.

    Dieser durch die Totzeit hervorgerufene Effekt wird durch einen gut eingestellten PID-Regler kompensiert, der die Zieltemperatur in möglichst kurzer Zeit erreicht.

    Naja, auf alle Fälle hol ich mir jetzt mal für 20 Euro einen Digital-Thermometer-Bausatz beim Conrad... damit kann ich dann wenigstens schonmal Messen, wie stark die Temperatur wirklich schwankt, zumindestens am Kessel...

    Gruß
    Fex
     
  9. Host

    Host Mitglied

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    Hallo fex,
    ein paar Deiner Fragen könnten evtl. durch diesen Thread beantwortet werden, - meines Wissens war das der Thread bei alt.coffee, der die ganze PID und Silvia Geschichte ins Rollen gebracht haben.

    Grüße
    Horst
     
  10. #10 OliverK, 07.11.2003
    OliverK

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    Ich habe nochmal in der UNI nachgesehen und eine alte Studienarbeit gefunden. Hier wurde eine sogenannte Hot-Plate, also eine Heizplatte, mit einem PID-Regler entworfen. Ist recht leicht nachzubauen. Auf Wunsch gibt es die Bauanleitung als Scan.
    Gruß,
    Oliver
     
  11. fex

    fex Gast

    [quote:post_uid0="OliverK"]Ich habe nochmal in der UNI nachgesehen und eine alte Studienarbeit gefunden. Hier wurde eine sogenannte Hot-Plate, also eine Heizplatte, mit einem PID-Regler entworfen. Ist recht leicht nachzubauen. Auf Wunsch gibt es die Bauanleitung als Scan.
    Gruß,
    Oliver[/quote:post_uid0]
    Klar besteht da Interesse, wäre toll, wenn Du das online stellen kannst.

    Übrigens hab ich mir mal ein Thermometer besorgt. Besser gesagt zwei: Ein Einstechthermometer (14 Euro bei Conrad) und einen Bausatz (20 Euro). Mit dem Bausatz hab ich aber nicht viel Erfolg, ich vermute es liegt am Netzteil (naja, war etwas "unterdimensioniert, aber für 50 Cent in der Grabbelkiste), denn nun schwankt Betriebsspannung und Temperaturanzeige im 5 Sekunden Rythmus um ca. 5 Grad (auch die Raumtemperatur). Es ist also weder an einen sinnvollen Abgleich noch an genaue Messungen zu denken... werd mir erstmal ein stärkeres Steckernetzteil besorgen.

    Die Temperaturmessungen mit dem Einsteck-Thermometer am Siebträger-Auslauf schwanken zwischen 85 und 97 Grad, je nach Zeitpunkt nach dem Aufheizen. Ich vermute aber die Messung ist ziemlich schlecht, einerseits weil das Einstechthermometer einen zu breiten "Messpunkt" hat, andererseits weil ich am Auslauf unten messe.

    Gruß
    Fex
     
  12. #12 DanielW, 10.11.2003
    DanielW

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    Hallo,

    bei der Audrey habe ich direkt am Duschsieb mit einem Draht-Fühler (minimale Masse, superschnell) zwischen 88° (Heizung schaltet wieder ein) und 103° (Heizung schaltet gerade aus; deutliche Dampfbildung!!) gemessen. Deckt sich auch gut mit dem Link zu dem Newsgroups-Bericht über die Silvia.
    Also entweder befolgt man das "Temperature-surfing", oder ändert den Thermostat. Eingebaut ist bei mir ein 110° Teil für Brühtemperatur (habe am Boiler oben ca. 112° gemessen). Wenn man jetzt ein 105° Thermostat verwenden würde, dürfte die Temperatur besser passen. Und wenn man gleich einen Schalter mit deutlich geringerer Hysterese nehmen würde, hätte man nicht diese riesigen Schwankungen.

    Im Moment halte ich mich, aus Faulheit, lieber an das "surfen" :laugh: und der Espresso ist klasse!

    Grüße,
    Daniel
     
  13. fex

    fex Gast

    [quote:post_uid0="DanielW"]Also entweder befolgt man das "Temperature-surfing", oder ändert den Thermostat. Eingebaut ist bei mir ein 110° Teil für Brühtemperatur (habe am Boiler oben ca. 112° gemessen). Wenn man jetzt ein 105° Thermostat verwenden würde, dürfte die Temperatur besser passen. Und wenn man gleich einen Schalter mit deutlich geringerer Hysterese nehmen würde, hätte man nicht diese riesigen Schwankungen.

    Im Moment halte ich mich, aus Faulheit, lieber an das "surfen" :laugh: und der Espresso ist klasse![/quote:post_uid0]
    Ich vermute der Thermostat selbst hat gar keine so große Hysterese. Die Hysterese ist nur deshalb so groß, weil sich die Hitze von der Heizung bis zum Thermostat so langsam ausbreitet. Also wenn der Thermostat oben abschaltet ist die Heizung und der Boiler unten bereits völlig überhitzt. Hast Du mal die Hysterese des Thermostaten direkt gemessen, also Temperaturunterschied zwischen Ein- und Ausschalt-Klack am Thermostaten direkt ohne das Überschwingen nach dem Ausschalten mitzumessen?

    Wie machst Du das denn mit dem Temperatur-Surfing? Bei den Artikeln zum Temperatur-Surfing schreiben sie ja, dass der optimale Punkt ca. 40 Sekunden nach dem EINschalten der Heizung erreicht ist, d.h. ich fange zu brühen an, während die Heizung noch läuft. Da ich aber mit Siebträger rausnehmen, Mahlen und Tampern schon länger als 40 Sekunden beschäftigt bin, schaff ich das eigentlich nie in der Aufheizphase, es sei denn ich mahle mit der linken Hand den Kaffe in den Siebträger und lass mit der rechten Hand nochmal Wasser ab, damit sich die Heizung nochmal einschaltet. Wenn ich das erst nach dem Tampern mache, muss ich ja noch ewig warten und der Siebträger wird wieder kalt... derzeit brühe ich in der Nicht-Heiz-Phase und bin mit dem Ergebnis auch meist ziemlich zufrieden. Manchmal passierts mir aber, dass ich zu lange brauch und dann ist das Wasser schon zu kalt und die Crema entsprechend hell...

    Jedenfalls wär so ein PID-Regler schon eine feine Sache, insbesondere bei einer Mühle ohne Dosierer. Da ich keine Bar betreibe wäre eine Mühle mit Dosiere zu viel Kaffee-Pulver Verschwendung...

    Gruß
    Fex
     
  14. #14 DanielW, 10.11.2003
    DanielW

    DanielW Mitglied

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    Hallo!

    Ich hab zwar die Boiler-Kopftemperatur beim Ein- bis Ausschalten gemessen, aber ich weiß nicht mehr ganz genau, wie tief die untere war. Ich [i:post_uid0]meine[/i:post_uid0], es waren um die 95°. Wäre also über 15K Hysterese. Das deckt sich ziemlich genau mit der Wassertemperatur, nur der Bereich ist höher.
    Ich messe bei Gelegenheit noch mal nach, man kommt bei der Audrey von oben durch die Lüftungsschlitze an den Boiler.
    Es sollte auch kein Problem sein, die Nenn-Hysterese dieser Thermostaten zu erfahren. Sind die "üblichen" Pfennigteile. Es gibt sicher auch mechanische, die besser sind.

    Ich fange bei ca. 30 Sekunden an zu "zapfen".
    Wenn ich die Rocky nehme (mit Dosierer) ist es kein Problem, in 30s das Sieb zu füllen, tampern und einspannen.
    Die Heizung bringe ich zum einschalten, indem ich Wasser in die Tasse(n) zum Vorwärmen laufen lasse (direkt aus der Dusche).
    Mahle ich direkt ins Sieb, mache ich eben erst alles fertig und langweile mich eben eine halbe Minute.
    Kalt wird der Siebträger nicht so schnell, der ist auch nach einer Minute schön heiß, wenn ich vorher das dampfend kochende Wasser durchlaufen lasse, das meine Audrey produziert!
    Dafür kann es mir nicht passieren, daß mein Wasser ZU kalt ist :laugh:

    Ich meine aber, daß zwischendurch das Thermostat niedriger gewählt wurde bei der Silvia.
    Oder kommt bei dir nach dem Abschalten der Heizung Dampf aus der Dusche beim Bezug??

    Bin bisher SEHR zufrieden mit meiner Kleinen :)
    Nervig ist nur die fehlende Heizkontrolle (!!). Man muß hören, wann die Heizung einschaltet. Da muß ich was nachrüsten :;):

    Zur Kaffeeverschwendung: Ich mahle immer nur 2 Fächer des Dosierers voll, macht genau ein Zweitassensieb. Da geht nichts verloren. Und wenn auch nur 2 Kollegen da sind, ist es sehr bequem, die Mühle laufen zu lassen (denn die Rocky ist verdammt langsam) und den Dosierer zu haben.

    Grüße,
    Daniel



    Edited By DanielW on 1068503112
     
Thema:

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