PID-skills :)

[Hans Einar]

Har klattet med PID styringer både i matlaging og ølbrygging.
Har prøvd å lese meg opp der jeg har funnet info. http://no.wikipedia.org/wiki/PID forklarer jo endel av sammenhengen. Det jeg sliter med er litt generell forståelse av hvordan de tre variablene P, I og D arbeider sammen i forskjellige omgivelser.

Eks. 1. Om det er stor forsinkelse fra målepunkt til varme kilde. F.eks. midt i mesken i BB'en min går det 5-7min før jeg får reaksjon i sensoren etter varmepåslag, da er det som regel lagret for mye varme over, og temperaturen stikker over.

Eks.2. kan være der varmeelementet står veldig nære sensoren og det er kort tid til utslag(enklere å sette opp). Har "forsket" endel på dette, men det er mange muligheter med tre ukjente..  :bank2:

Har noen klart å knekke koden her og få redusert bølgeefekten som lett kommer, og samtidig dra temperaturen hurtigst mulig til settpunktet....

 

[Hannaas]

Det begynner å bli en stund siden jeg studerte dette, men skal forsøke meg på en forklaring.

PID i temperaturregulering:
Proporsjonalitetsleddet (P) Forsterker avviket mellom ønsket og målt temperatur, slik at temperaturen beveger seg mot ønsket temperatur.
Integralleddet (I) brukes for å bli kvitt konstantavvik (at temperaturen aldri treffer referansen helt presist). Slike avvik kan man oppleve med rene P- eller PD-regulatorer.
Derivasjonsleddet (D) demper pådraget når det nærmer seg referansen, slik at en unngår at temperaturen skyter over (begrenser "bølgeeffekten" du nevner).

Pådraget til varmeelementet beregnes utfra summen av P, i og D, der P er avvik ganget med en koeffisient, I er det samme avviket integrert over tid og ganget med en annen koeffisient, mens D er avviket derivert mhp. tid og ganget med en koeffisient. Når du "tuner" regulatoren endrer du disse tre koeffisientene.

Dine eksempler:
Eks. 1: Her har du stor treghet i prosessen, som betyr at du må regulere tregt (lav P-koeffisient) for å unngå at temperaturen skyter over. Derivasjonsvirkning kan også bidra.

Eks. 2: Det er lurt å plassere sensoren og varmeelementet slik at responstiden blir realistisk. Lite vits i å måle temperaturen på varmeelementet... :bank2:

Det finnes mange lure måter å tune en PID-regulator på, men disse ferdige temperaturregulatorene man får kjøpt har vel stort sett en auto-tune-funksjon, som uansett vil være enklest. 

 

[Ørnegård]

Vi har brukt PID sammen med vår BB30 og har forsøkt alt mulig med sensoren: ved utløpet av kranen, midt i mesken, på siden av maltrøret og de siste gangen har vi stappet sensoren en tre-fire cm inn i utløpet av sirkulasjonsslangen med den tanke at det må være temperaturen som treffer malten som er avgjørende. Vi har da gjerne måtte stille PID'en til en grad eller 2 høyere en ønsket mesketemp. Kontrollmålinger midt i mesken har da vist riktig og stabil temperatur.

 

[Hans Einar]

Takk for utfyllende og gode svar. Jeg har hatt sensoren midt i mesken, men tenkte, som deg, at på neste brygg vil jeg ha sensoren i "vannkaka" som ligger over når jeg bruker pumpa. Tanken da er at denne skal gjennom mesken. Det er det ene, det andre er å forstå hvordan P, I og D, pluss timere, jobber sammen slik at jeg kan skape meg en erfaring for oppsett som treffer og jobber så godt som mulig i aktuell situasjon..

Ørnegård, Ja får programmert for treghet med P, men jeg tror at ved å tweeke med de andre to i tillegg, kan jeg oppnå mer "snert". Jeg må klare å fortelle pid'en at det den gjør nå får konsekvenser om 5 min... Det jeg kanskje tror, er at en må inn og endre er noen tidsenheter. Det er jo endel cycling timers som kan justeres. Hva tror du/dere om det?

(Beklager konting på mobil her)

 

[js]

Uansett reguleringsprinsipp, så vil jeg påstå at det viktigste man kan gjøre for å gjøre reguleringen enklere, er så god isolasjon som mulig av alle deler av systemet.
Samt såklart å ha temperaturføler ikke for langt (tidsmessig) fra varmeelementet. (jeg foretrekker ca en cm ned i mesken)
Bølgeeffekten (i en eller annen grad, ett eller annet sted i systemet) er neppe til å unngå. Men en temperatur i mesken som svinger rundt ønsket mesketemperatur på en grad eller to er vel ikke så farlig?

 

[Hans Einar]

Ja, enig i det, men må nødvendigvis endre temperatur i meskestega.

 

[bozo]

Min erfaring med måling i mesken er at du kan rote rundt i mesken til du finner den tempen du vil ha....
Hvordan skal du kunne sette opp et oppsett med temp føler i mesken egentlig? Skal du bare slippe den oppi?

Min erfaring er at man får mye mer nøyaktighet i et rims / herms oppsett.

Må bli bedre å måle i utløp kokekar/ eller utløp slange.

 

[js]

Min erfaring med måling i mesken er at du kan rote rundt i mesken til du finner den tempen du vil ha....
Hvordan skal du kunne sette opp et oppsett med temp føler i mesken egentlig? Skal du bare slippe den oppi?
Min erfaring er at man får mye mer nøyaktighet i et rims / herms oppsett.
Må bli bedre å måle i utløp kokekar/ eller utløp slange.

Jeg glemte å skrive at jeg bruker sirkulasjonspumpe fra meskekar m/eloppvarming tilbake til topp av mesken. Vørt m/riktig temperatur i topp av mesken vil dermed (etterhvert) gi noenlunde riktig temperatur nedover i mesken.
Føleren (som regulerer varmeelementet) er knyttet fast under en metallrist som jeg legger oppå på mesken.
Forøvrig er jeg enig i at man kan få ulike temperaturer avhengig av hvor man måler. Bra isolasjon gir bedre regulering uansett oppsett.

 

[magne1972]

Sensoren til PID må/skal måle temperaturen etter varme-elementet i sirkulasjonsløyfen.
sirkulerer man uten å tilføre varme annet enn med varme-elementet i f.eks BB30, må man sette føleren i utløpet av BB30.
Settes f.eks. føleren før varme-elementet, eller i mesken selv, vil man garantert få for høy temperatur i hele eller deler av mesken, og påfølgende feil utgjæringsgrad.
logisk tankegang er at du ikke må få for høy temperatur i noe av mesken, mens for lav temperatur i noe av mesken er uproblematisk (det vil bare ta litt ekstra tid)

 

[Fredda]

Så på en BB30 burde man montere sensoren i krana hvis man bruker pumpe?
Jeg skal nok få meg pumpe etterhvert, men tenkte å spre gleden ved å få nytt utstyr litt utover året Men hvor bør man sette sensoren før jeg kjøper pumpe?
Får PID etterhvert som varene kommer fra Hong Kong.

 

[protto]

Sensoren til PID må/skal måle temperaturen etter varme-elementet i sirkulasjonsløyfen.
sirkulerer man uten å tilføre varme annet enn med varme-elementet i f.eks BB30, må man sette føleren i utløpet av BB30.
Settes f.eks. føleren før varme-elementet, eller i mesken selv, vil man garantert få for høy temperatur i hele eller deler av mesken, og påfølgende feil utgjæringsgrad.
logisk tankegang er at du ikke må få for høy temperatur i noe av mesken, mens for lav temperatur i noe av mesken er uproblematisk (det vil bare ta litt ekstra tid)

+1

Det er igrunn ingen annan måte å få dette til å virke bra på. Om sløyfa etter tempsensor er så lang at ein har temperaturtap i den, må ein berre kompansere med tilsvarande høgare innstillt temp på PID. Eller legge inn passande offset i oppsettet i PID.

PID'en virkar optimalt og er lettast å sette opp/autotune når ein har ei "kort" reguleringsløyfe.

Har du ikkje pumpe må du ideelt sett ha sensoren inne i kokekjelen under meskekaret. Men inni her vil temperaturen garantert variere litt alt etter kvar du måler. Når varmeelementet slår inn vil det vere veldig varmt rett over det og kaldare ute på sidene, inntil konveksjonen sørgar for å blande kaldt og varmt.

På kjele-i-kjele-bryggeriet mitt har eg satt sensoren i gjennomføringen til krana slik at tuppen på proba stikk så vidt inn i kjelen. Då måler den dei blanda temperaturane frå botnen av kjelen under meskekjelen som pumpa sug til seg, samtidig som den kan følge med på tempen under oppvarming til kokepunktet. Det siste er ikkje veldig nøyaktig men gir ein indikasjon på om det byrjar å koke snart. Om eg startar pumpa eit øyeblikk forandrar tempen seg ein god del fordi den sug inn varmare vørter frå lenger inne i kjelen over varmeelementet.

Står ein del om det her http://norbrygg.no/forum/index.php/topic,3308.msg78176.html#msg78176 og vidare utover i tråden. Det er litt forskjellig i den tråden etterkvart fordi eg har to bryggeri eg bryggar på.

 

[Brede]

Jeg har et oppsett som ligner bb30/60 og jeg har termostaten i bunnen av kjelen. Jeg kjører sirkulasjon gjennom isolert slange til oversiden av mesken og har mindre enn 0,5 grader forskjell i mesken eller topp og bunn. Viktig også å kalibrere temperatursonden på pid'n med et nøyaktig termometer.

 

[bozo]

Så på en BB30 burde man montere sensoren i krana hvis man bruker pumpe?
Jeg skal nok få meg pumpe etterhvert, men tenkte å spre gleden ved å få nytt utstyr litt utover året Men hvor bør man sette sensoren før jeg kjøper pumpe?
Får PID etterhvert som varene kommer fra Hong Kong.

Skal det være noe vits i et pid oppsett må/bør du ha pumpe, poenget med pid styring er jo nøyaktig temp kontroll. For å sikre riktig temp og jevn temp bør du ha jevn sirkulasjon igjennom meskeforløpet.

Nå har ikke jeg prøvd bb men utifra hva jeg har erfart, vil montering i kjel rett over element være en halvveis løsning siden du vil få en god del variasjon i temp i væsken.

Evt kan man jo manuelt tappe kontinuerlig i ei bytte og tømme tilbake i mesken, men vil det bli særlig nøyaktig?

Ølbrygging er ikke akkurat rakettforskning, uten pumpe er det ikke noe poeng med pid styring. Hvorfor ikke bare isolere kjelen godt å la den stå uten sirkulasjon?

mvh Ole

 

[Hans Einar]

Det var nyttig å høre hvor dere setter sensoren. Jeg kommer òg til å ha den i utløpet av slangen på toppen. Tror det blir mest riktig. Det man trenger da er vel strengt tatt en termostat, og ikke en PID, for og sette det litt på spissen..? Jeg har forøvrig ikke isolert slangen fra pumpa til toppen av meskekaret fordi jeg senker den i et lite spann med kaldt vann om jeg har behov for å kjøle mesken litt kvikt.. og det har jeg hatt ved et par anledninger dessverre.

Var nyskjerrig på selve PID algoritmene, dette med tre ukjente sammen med diverse timere som gir egentlig uendelig med kombinasjnsmuligheter. Dette å forstå, og kunne ha en formening om PID oppsett i de forskjellige senario, både når varmesløyfa er lang og kort. Mener det hadde vært nytte å lære, og beherske dette, men det er vel en grunn for at det er et eget fag..  :

 

[Fredda]

Ølbrygging er ikke akkurat rakettforskning, uten pumpe er det ikke noe poeng med pid styring. Hvorfor ikke bare isolere kjelen godt å la den stå uten sirkulasjon?

Vel nå er jeg sønn av en tømrer fra svarteste skauen i indre østfold, så selv den enkleste bryggeteori kan bli drøy kost
Nei, har vel alltid visst at jeg kommer til å ende opp med PID og pumpe til slutt, og planen var å kjøpe pumpe først å brygge med denne noen ganger først.
Men nå streika clas ohlson termometere midt under brygging for andre gang (3. av de jeg har kjøpt), så var keen på å bytte den ut. Og PID ble jo billigere enn et skikkelig digital termometer fra en bryggebutikk, så jeg tenkte at her var det bare å slå til
Så da får jeg vel bare bruke den som termometer inntil det kommer ny versjon av BB30 pumpen.

 

[protto]

Det man trenger da er vel strengt tatt en termostat, og ikke en PID, for og sette det litt på

Du kan sjølvsagt bruke ein termostat, men du vil ikkje få ein stabil temperatur med det. Termostatar har hysterese, ein temperatur for innkobling og ein for utkobling. PID'en regulerar uteffekten (pådrag) alt etter resultatet av p-i-d-algoritmen, og gir mogelegheiten for å ha ein stabil temperatur med tiendedels nøyaktigheit.

Var nyskjerrig på selve PID algoritmene, dette med tre ukjente sammen med diverse timere som gir egentlig uendelig med kombinasjnsmuligheter. Dette å forstå, og kunne ha en formening om PID oppsett i de forskjellige senario, både når varmesløyfa er lang og kort. Mener det hadde vært nytte å lære, og beherske dette, men det er vel en grunn for at det er et eget fag..  :

Det er ikkje tre ukjendte, det er eigentleg ingen ukjendte. Verdiar for P, I og D må leggast inn i oppsettet, eller genererast av autotuning. Sensoren les ER-verdi, og pådrag gis etter pid-algoritmen for å nå SKAL-verdien.
Eks. http://www.automatisering.org/default.asp?menu=27&id=5135 PID er eit generelt begrep i reguleringsteknikken. Når vi snakkar om PID-regulatorar er det som regel temperaturkontroller det er snakk om, det kan vere greit å vite. Som regel er det berre ei side av settpunkt (ER-verdi) vi regulerar (varme) mens den andre sida skjer naturleg (nedkjøling).

Vel nå er jeg sønn av en tømrer fra svarteste skauen i indre østfold, så selv den enkleste bryggeteori kan bli drøy kost
Nei, har vel alltid visst at jeg kommer til å ende opp med PID og pumpe til slutt, og planen var å kjøpe pumpe først å brygge med denne noen ganger først.
Men nå streika clas ohlson termometere midt under brygging for andre gang (3. av de jeg har kjøpt), så var keen på å bytte den ut. Og PID ble jo billigere enn et skikkelig digital termometer fra en bryggebutikk, så jeg tenkte at her var det bare å slå til
Så da får jeg vel bare bruke den som termometer inntil det kommer ny versjon av BB30 pumpen.

Det er vel liten tvil om at ein PID-regulator kan styre tempen meir nøyaktig enn den innebygde termostaten, men full utnyttelse får du kansje best med ei pumpe i tillegg.

 

[Hans Einar]

Kanskje noen kan gi meg et tips med dette "problemet". Alt virker som det skal, men målt temp viser litt rart i displayet...
INNSTILT-temp er grønn, og MÅLT temp er rød. Om innstilt temp er litt over målt, gir den på varme. Målt temp teller fint opp mot innstilt verdien. Når innstilt verdi er nådd skrur den av varmen.... MEN :bank2: målt verdi stopper på innstilt og viser ikke reell temperatur over denne. Selv om jeg vet at den er det. Når den kommer litt under sett verdien igjen, viser den reell verdi igjen, men altså ikke over.

Huff, ble visst fryktelig tungvint å forklare dette, men håper dere forstår. Hvordan få målt verdi til å vise reell verdi uavhengig av innstilt verdi? Det er sikkert en innstilling, men har ikke klart å finne den...

 

[magne1972]

Kanskje noen kan gi meg et tips med dette "problemet". Alt virker som det skal, men målt temp viser litt rart i displayet...
INNSTILT-temp er grønn, og MÅLT temp er rød. Om innstilt temp er litt over målt, gir den på varme. Målt temp teller fint opp mot innstilt verdien. Når innstilt verdi er nådd skrur den av varmen.... MEN :bank2: målt verdi stopper på innstilt og viser ikke reell temperatur over denne. Selv om jeg vet at den er det. Når den kommer litt under sett verdien igjen, viser den reell verdi igjen, men altså ikke over.

Huff, ble visst fryktelig tungvint å forklare dette, men håper dere forstår. Hvordan få målt verdi til å vise reell verdi uavhengig av innstilt verdi? Det er sikkert en innstilling, men har ikke klart å finne den...

Jeg skjønner problemstillingen (tror jeg)
Reel temperatur viser aldri over sett temperatur.
Jeg tror dette er alarminstillingen i menyen... Ikke sikker, men mener å huske at den da vil oppføre seg slikt.
Sjekk at instillingene samsvarer med standardoppsettet i manualen (settingene under factory default)
Sjekk alle parametere fortløpende, og se om du finner avvik... Men jeg tror muligens det som sagt er setting nr-1
Den heter noe som HIAL og settingen skal være 9999

 

[Hans Einar]

Ja du skjønner
Har prøvd nå, men får det ikke til. Det er sikkert en annen type enn den som du refererer til så finner ikke de instillingene dessverre. Om jeg ikke setter den i "Revers" mode så viser høyere verdi, men da står den jo i kjølemodus og slår inn på for høy varme, så det er ikke der. Har skannet de fire sidene bruksanvisning som følger med. Kulepenn er verdier jeg har nå. Kanskje du eller andre kan gi meg et tips videre...?
https://www.dropbox.com/sh/lkbnva3iq5qdq4l/HNspUZ4oRY

 

[nordtvedt]

Vi har den samme piden i Oslo amatørbryggerlaug. vi har kommet frem til at så lenge prosessverdi er lik eller inntil 2 °C over settpunkt så jukser piden og sier at prosessverdi erlik settpunkt :bank2: justerer du ned settpunktet så vises reel prosessverdi igjen..