Temperaturreglung Ofen

Hallo,

in einem Ofen habe ich einen PID-Regler, der über einen getakteten Ausgang (schließendes Relais) und ein Solid State Relais die Heizung ansteuert - ein wohl übliches Verfahren für größere Last.

Der Regler hat einen Poti zum Einstellen des Proportionalbands. Dieses Band soll ja den Bereich um die Solltemperatur definieren, in dem die Taktung von

100% auf 0% linear verstellt wird.

Der Ofen zeigt ein schlechtes Stabilitätsverhalten (Soll 130 C, Minimum 119 C, Maximum 147 C). Wenn man die ON/OFF Zeiten gegen die Ist-Temperatur aufträgt, stellt man fest, dass das Band nicht symmetrisch zu Mitte ist und beim unteren Ende (119 C) der beobachteten Temperatur gerade mal bei 1:1 liegt.

Hier stimmt doch wohl was nicht?

Wo kann man sich hier Tips zum Optimieren holen (klar Regler tauschen wäre einer...)?

Manfred

Reply to
Manfred Korn
Loading thread data ...

Manfred Korn schrieb:

ang

- ein

nd

von

119

und

=E4re

Das hat wohl weniger mit dem Regler, sondern mehr mit den Grundlagen der Regelungstechnik zu tun. Diese Grundlagen entnimmst Du am besten entsprechenden B=FCchern. Erster Tip: Wahrscheinlich ist die Heizleistung Deines Ofens zu hoch. Gruss Harald

Reply to
Harald Wilhelms

Hallo Manfred,

Manfred Korn schrieb:

grundsätzlich Yep, aber warum zwei Relais? Normalerweise nimmt man nur eines, und zwar solid state wegen des Verschleißes mechanischer Relais durch das häufige Schalten.

Normalerweise hat ein PID-Regler mindestens drei Möglichkeiten, Einstellwerte zu verändern...

Ja. Der Regler ist möglicherweise nicht richtig dimensioniert. Die Unsymmetrie ist erklärbar, schließlich wird auch bei 119 gradC Heizleistung benötigt; die kann durchaus etwa 50% der Maximalleistung betragen wollen.

Gelegentlich hilft Nachdenken gegen Schraubarbeiten und Kistenschiebenmüssen.

Ein Ansatz könnte sein, die üblichen Strategien zur Reglerdimensionierung zu verinnerlichen: gerade bei Temperaturregelung nicht trivial, da derartige Strecken häufig nichtlinear und möglicherweise auch noch zeitvariant sind. Wie hoch da der Aufwand getrieben muss, hängt wie immer von den Anforderungen ab...

Gruß, Volker.

Reply to
Volker Staben

Schon mal vorab danke für die Kommentare.

Zu den 2 Relais: 1 Relais ist im Regler und schaltet potentialfrei und mit geringer Last (Steuerseite des Solid State Relais), das SSR jedoch schaltet dann die Ofenheizung. Zudem ist eine galvanische Trennung gesichert. Diese Lösung ist wahrscheinlich auch aus Sicherheitsgründen so.

Zudem ist der Ofen im Dauereinsatz und schaltet recht häufig...

Ich werde mir mal die Grundeinstellungen vornehmen und vor allem einen "Schreiber" mitlaufen lassen, der zeigt, wie die Temperatur pendelt.

Erschwerend kommt hinzu, dass zwischen der trägen Heizung und der großen thermischen Masse und dem Ist-Sensor keine allzu gute thermische Anbindung vorhanden ist (der Sensor sitzt in der "Luft" im Ofeninneren).

Was mich etwas erstaunt ist, dass eine nahezu 100% Heizlasttaktung fast nie auftritt. Ich werde mir einen Ersatzregler mal extern anschauen (Sensorspannung simuliert) und an der Solltemperatur mal drehen.

Manfred

Reply to
Manfred Korn

Hallo Manfred,

Manfred Korn schrieb:

Trotzdem wird man besser vermeiden, dass das mechanische Relais jeden Schaltvorgang mitmacht. Aber wenn es so ist, ist es eben so...

Das wird häufig so gemacht. Wenn die Verzögerungen vor allem in der Wärmekapazität der Ofenmasse liegen, tritt in diesem Fall auch kaum eine weitere Verzögerung durch die Erwärmung des Sensors über die Luft auf.

Das wiederum ist durchaus erwünscht. Wären zum Aufrechterhalten von z.B.

147 gradC schon 100% der Heizleistung nötig, hieße das ja, dass höhere Temperaturen garnicht realisierbar wären. Damit wäre die Regelung im Bereich dieser Temperaturen an der Grenze zur Nichtlinearität.

Wie gesagt - das Kernproblem könnte in der Dimensionierung des Reglers liegen.

Gruß, Volker.

Reply to
Volker Staben

Hallo,

ich sammle erst mal Daten indem ich einen x(t)-Logger mitlaufen lasse, der mir zeigt, wie stark und in welchem zeitlichen Verlauf die Schwankungen auftreten. Der erste Versuch läuft mit minimalem Proportionalband von

10 Grad bei einer Soll-Temperatur von 130 C. Mal sehen, was da sich in mehreren Tagen abspielt.

Danach werde ich mich mal an die anderen Parameter (I, D und Zykluszeit) machen, die nicht von der Frontseite zugänglich sind...

Gruß,

Manfred

Reply to
Manfred Korn

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.