Reggade mig för en liten tid sig för att kunna be om hjälp med ett projekt jag påbörjat. Än så länge har jag dock inte stött på några problem som jag inte kunnat lösa själv. Då jag funnit stort nöje i att läsa om allehanda projekt som andra sysselsätter sig med ska jag dra mitt drå till stacken och skriva lite kort om mitt eget.
Målet är att få till programstyrd temperaturreglering av en ugn. Tanken är att ett program ska bestå av flera steg där man har möjlighet att sakta höja eller sänken temperaturen samt att hålla en viss temperatur en bestämd tid.
I dagsläget sitter det en analog styrning på ugnen. Där finns en termostat och ett par nedräkningsur, men jag har inte riktigt lyckats förstå hur det fungerar och bryr mig egentligen inte speciellt mycket heller då det helt kommer ersättas med min egna lösning.
Den analoga regleringen använder sig av ett Typ-K termoelement och detta behåller jag. I ugnen finns det ett relä som kontrolleras av den nuvarande styrningen.
Min lösning är baserad på PIC 16f690. Vald enbart pga att jag hade en PicKit2 med low pin count demo liggandes. Påbörjade programmeringen i assembler, men insåg att jag blivit gammal och lat och gick över till C.
Användargränssnittet består än så länge av en 4x20 LCD-display samt en knapp som ger möjlighet att hoppa fram ett steg i programmet. Tanken är att det ska finnas mer kontrollmöjligheter, men jag har valt att inte fokusera på den biten ännu.
Uppdateringar kommer förhoppningsvis snart.
Temperaturstyrning av ugn
Temperaturstyrning av ugn
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Temperaturstyrning av ugn
Keramikugn?
Jag programmerade en styrning till 3 st lab.ugnar på en klinkersfabrik ("Hasle klinker" på Bornholm) way back i 1983 eller så. Man kunde lägga in antingen "ändra temperatur med X°C/timmen till Y°C" eller "Hålla temperaturen konstant i X minuter" och sedan ha upp till 10 st av sådana kurvbitar per "helkurva", dessa helkurvor lades i ett bibliotek varefter ugnarna (3 st) styrdes efter var sin kurva.
Fungerade perfekt i alla åren till fabriken lades ner av "bristande lönsamhets"-skäl.
Fungerade vid att räkna ut vilken temperatur som tiden hade givit och sedan slå på eller av (en helt primitiv termostatfunktion alltså) efter detta, den kollade/reglerade detta varje sekund. Loggningen på kurvskrivare gav spikraka kurvor och kunden var mycket nöjd.
Jag programmerade en styrning till 3 st lab.ugnar på en klinkersfabrik ("Hasle klinker" på Bornholm) way back i 1983 eller så. Man kunde lägga in antingen "ändra temperatur med X°C/timmen till Y°C" eller "Hålla temperaturen konstant i X minuter" och sedan ha upp till 10 st av sådana kurvbitar per "helkurva", dessa helkurvor lades i ett bibliotek varefter ugnarna (3 st) styrdes efter var sin kurva.
Fungerade perfekt i alla åren till fabriken lades ner av "bristande lönsamhets"-skäl.
Fungerade vid att räkna ut vilken temperatur som tiden hade givit och sedan slå på eller av (en helt primitiv termostatfunktion alltså) efter detta, den kollade/reglerade detta varje sekund. Loggningen på kurvskrivare gav spikraka kurvor och kunden var mycket nöjd.
Re: Temperaturstyrning av ugn
Ja, det är en keramikung, men kommer mestadels användas för att forma, samt avspänna glas. Handlar mestadels om temperaturer under 1000C.
Jag kör också med enkel av/på baserat på önskad temperatur, plus lite hysteres för att undvika alltför mycket klapprande i reläet. Det är förhållandevis långsamma förlopp det handlar om, så detta räcker gott.
Jag kör också med enkel av/på baserat på önskad temperatur, plus lite hysteres för att undvika alltför mycket klapprande i reläet. Det är förhållandevis långsamma förlopp det handlar om, så detta räcker gott.
Re: Temperaturstyrning av ugn
Det verkar som om du redan designat din lösning. Så då behövs kanske inte några tips just nu... Men Ett termoelement (t.ex av typen 'K') måste ha en speciell kabel som består av samma metall-legering som termoelementet, och som ansluts någonstans (i en kontakt eller direkt till kretskortet) där temperaturen är mer normal och kontrollerad. Vad K-elementet gör är att det mäter temperaturskillnaden mellan dels termoelementet, dels kontaktpunten. Så om man vill ha exakt mätning av temperaturen behöver du veta den absoluta temperaturen i kontakten/kretskortet. Ofta använder man en halvledarsensor där som man läser av och har som referens. Särskilt om kontaktpunkten kan variera mycket i temperatur är detta viktigt (om det är konstant rumstemperatur kan man ju utgå från en antagen temperatur - t.ex 25 grader). Men detta visste du väl givetvis?
Re: Temperaturstyrning av ugn
Ja det visste jag redan, men tack i alla fall.
I nuläget utgår jag från att rumstemperaturen ligger på 20 grader, verklig temperatur varierar inte mer än +/- 5 grader vilket ger ett fullt acceptabelt mätfel. Sen finns det en del andra potentiella felkällor, men jag gjorde en enkel kontrollmätning mot en ungstermometer och låg i alla fall inte mer än 10 grader ifrån. Tveksamt dock vad det är för nogranhet på den ungstermomtern, så det det verkliga felet kan vara både större eller mindre.
Vad det gäller design och planering så har jag mest tagit en sak och taget och löst smådelar allt eftersom. I stort sett alla delar i det här projektet är nya för mig, eller i alla fall väldigt avlägsna kunskaper. Har inte sysslat med termoelement tidigare, har inte programmerat PIC och överhuvudtaget inte sysslat något nämnvärt med elektronik på många år. Därför kändes det lite svårt att planera det ordentligt.
Än så länge har jag fått igång temperaturmätningen, kontroll av reläet och grundläggande programmering för att köra igenom ett antal steg och vissa resultatet på displayen. Reläet kontrolleras via optokopplare och triac. Förstärkning av mätsignalen görs med operationsförstärkare.
I nuläget utgår jag från att rumstemperaturen ligger på 20 grader, verklig temperatur varierar inte mer än +/- 5 grader vilket ger ett fullt acceptabelt mätfel. Sen finns det en del andra potentiella felkällor, men jag gjorde en enkel kontrollmätning mot en ungstermometer och låg i alla fall inte mer än 10 grader ifrån. Tveksamt dock vad det är för nogranhet på den ungstermomtern, så det det verkliga felet kan vara både större eller mindre.
Vad det gäller design och planering så har jag mest tagit en sak och taget och löst smådelar allt eftersom. I stort sett alla delar i det här projektet är nya för mig, eller i alla fall väldigt avlägsna kunskaper. Har inte sysslat med termoelement tidigare, har inte programmerat PIC och överhuvudtaget inte sysslat något nämnvärt med elektronik på många år. Därför kändes det lite svårt att planera det ordentligt.
Än så länge har jag fått igång temperaturmätningen, kontroll av reläet och grundläggande programmering för att köra igenom ett antal steg och vissa resultatet på displayen. Reläet kontrolleras via optokopplare och triac. Förstärkning av mätsignalen görs med operationsförstärkare.
Re: Temperaturstyrning av ugn
En ugnstermometer är ju inte vetenskaplig på något vis. Om du lyckas mäta spänningen från K-elementet på rätt sätt utan någon betydande belastning och med korrekt beräkning så borde det ge bra många gånger mer noggrannhet än något skräp du köper på ICA. Det kan mycket väl vara ugnstermometern som orsakar hela felet.
Re: Temperaturstyrning av ugn
Ja, ungstermometern var mest för att se om jag ens var i närheten av korrekta mätvärden och inte menat som något seriöst test. Vi har gjort ett par tester med glas i ugnen och resultatet har blivit ungefär som förväntat enligt programmen Det är egentligen en tydligare indikation på att mätvärdena är bra nog och i slutändan det som är avgörande.
Har precis bytt operationsförstärkaren som jag tydligen lyckats förstöra, satt tidigare lödd direkt i kortet och dessutom under ett motstånd. Nu har den fått en IC-sockel så den lättare kan bytas i framtiden.
Har precis bytt operationsförstärkaren som jag tydligen lyckats förstöra, satt tidigare lödd direkt i kortet och dessutom under ett motstånd. Nu har den fått en IC-sockel så den lättare kan bytas i framtiden.
Re: Temperaturstyrning av ugn
Har utökat med ett litet experiment
I bakgrunden syns kontrolskåpet till ugnen. I skåpet ligger mitt kort, de färglada sladdarna som sticker ut nere till vänster går till displayen.
Dessutom kommer det från skåpet en svart tåt som går till en optokopplare i kopplingsdäcket. Signalen från opton går vidare till en TX433.
Två våningar upp finner man detta PicKit:en i förgrunden har ingen egentlig funktion. Det intressanta är en RX433 till vänster och en TTL->RS232 konverter till höger på kopplingsdäcket. Den tejpade sladden går vidare till en COM-port på datorn.
Mjukvaran i styrkortet skickar aktuell temperatur via radio till en dator och mjukvara på datorn tolkar kommunikationen och visar aktuell temperatur samt sparar undan värden för att skapa ett diagram.
Själva radiokommunikationen fungerar faktiskt utmärkt, men den stör avläsningen av mätvärden ganska ordentligt. Signalen från termoelementet är i millivolt-området och små störningar ger därför stora utslag.
Nu är det lite av ett ormbo i styrskåpet och dessutom finns det en hel del ledare som hänger ur lådan och kan plocka upp störningar, så jag får börja med att städa upp lite och se om jag blir kvitt störningarna eller om jag måste reda ut problemet lite grundligare. Radiokommunikationen fungerar i alla fall som det är tänkt, vilket känns som ett bra första steg.
Dessutom kommer det från skåpet en svart tåt som går till en optokopplare i kopplingsdäcket. Signalen från opton går vidare till en TX433.
Två våningar upp finner man detta PicKit:en i förgrunden har ingen egentlig funktion. Det intressanta är en RX433 till vänster och en TTL->RS232 konverter till höger på kopplingsdäcket. Den tejpade sladden går vidare till en COM-port på datorn.
Mjukvaran i styrkortet skickar aktuell temperatur via radio till en dator och mjukvara på datorn tolkar kommunikationen och visar aktuell temperatur samt sparar undan värden för att skapa ett diagram.
Själva radiokommunikationen fungerar faktiskt utmärkt, men den stör avläsningen av mätvärden ganska ordentligt. Signalen från termoelementet är i millivolt-området och små störningar ger därför stora utslag.
Nu är det lite av ett ormbo i styrskåpet och dessutom finns det en hel del ledare som hänger ur lådan och kan plocka upp störningar, så jag får börja med att städa upp lite och se om jag blir kvitt störningarna eller om jag måste reda ut problemet lite grundligare. Radiokommunikationen fungerar i alla fall som det är tänkt, vilket känns som ett bra första steg.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Temperaturstyrning av ugn
vi ska nog bygga samma sak tror jag, jag håller på att konvertera om en gammal keramikugn till temperaturstyrning.
Fast jag har varken tid eller lust att bygga en egen kontrollenhet, så jag väljer att köpa en färdig temperaturstyrning
Fast jag har varken tid eller lust att bygga en egen kontrollenhet, så jag väljer att köpa en färdig temperaturstyrning
Re: Temperaturstyrning av ugn
Jag antar att du inte behöver läsa av temperaturen särskilt ofta... En gång per sekund borde väl vara tillräckligt? Och datamängden att sända lär inte vara så stor , så du kan ju skicka data direkt efter att du läst av tempen, sedan stänger du av sändaren tills nästa mätning. På så vis finns ingen störande sändning under mättiden. Borde väl fungera, för sändaren måste väl inte vara på hela tiden?
Annars finns det ju mycket man kan göra för att minska störningar:
mätledarna tvinnas och skärmas
kretskort istället för kråkbo.
lågpassfilter på ingångarna
separerad matningsspänning för sändare och AD-omvandlare
mera?
Annars finns det ju mycket man kan göra för att minska störningar:
mätledarna tvinnas och skärmas
kretskort istället för kråkbo.
lågpassfilter på ingångarna
separerad matningsspänning för sändare och AD-omvandlare
mera?
Re: Temperaturstyrning av ugn
Jag har till att börja med riktat in mig på första metoden. Stänger av sändaren när jag inte skickar något och har en stunds väntan från det att jag skickat tills jag börjar läsa mätvärden. Fungerar preliminärt bra.
Reda ut sladdröran ska göras i vilket fall. Både för att undvika störningar, men också för att få det snyggare och mer underhållbart.
Lågpassfilter behöver jag, för det är ganska mycket brus på mätsignalen. Radiostörningarna ger dock en osymetrisk störning och jag får konstant för höga temperturvärden.
Separerad matningsspänning har jag och det gör ingen skillnad.
Har noterat en lustighet vad det gäller problemet som jag måste följa upp. Om jag bryter kontakten mellan optokopplaren och styrkortet så försvinner offsetten på mätvärdet. Det verkar dessutom som den inte kommer tillbaka trots att jag ersatte signalen med en extern generad fyrkantsvåg. Det finns dock lite för många osäkra faktorer i det testet för att jag ska kunna dra några slutsatser av det ännu, men det är en klar indikation på att något spökar.
Reda ut sladdröran ska göras i vilket fall. Både för att undvika störningar, men också för att få det snyggare och mer underhållbart.
Lågpassfilter behöver jag, för det är ganska mycket brus på mätsignalen. Radiostörningarna ger dock en osymetrisk störning och jag får konstant för höga temperturvärden.
Separerad matningsspänning har jag och det gör ingen skillnad.
Har noterat en lustighet vad det gäller problemet som jag måste följa upp. Om jag bryter kontakten mellan optokopplaren och styrkortet så försvinner offsetten på mätvärdet. Det verkar dessutom som den inte kommer tillbaka trots att jag ersatte signalen med en extern generad fyrkantsvåg. Det finns dock lite för många osäkra faktorer i det testet för att jag ska kunna dra några slutsatser av det ännu, men det är en klar indikation på att något spökar.
Re: Temperaturstyrning av ugn
Tråden är ju inte helt färsk, men väldigt aktuell för mej. Vi har införskaffat en keramikugn, trefas Y-kopplad med en effekt på 3 x 5 kW. Maxtemperaturen ligger på ca 1200 grader, tanken är att kunna skröjbränna, bränna stengods och dessutom använda ugnen för lite glasarbeten. Särskilt det sista kräver viss effektstyrning under avsvalningsfasen.
Det finns en programmerbar styrning på ugnen idag, men den kan inte styra avsvalning. Därför funderar jag på att byta styrsystem. Jag vill ersätta den nuvarande kontaktorlösningen med en tyristorstyrning, och har hittat ett effektstyrningsaggregat på ELFA, PR3-E-18KW. Aggregatet har en analog styrkrets på 0-5V DC. Styrningen har jag tänkt lösa med Arduino UNO. Ett bibliotek med bör-värden för temperatur över tid kan läsas in i ett EEPROM eller SD-microkort, som då är temperaturkurvan över hela bränntiden. Via befintligt termoelement (K) erhålls aktuell temperatur. Skillnaden mellan bör och är-värden ska styra ut effekt till värmespiralerna proportionellt mot avvikelsen. Troligen sätter jag tiden mellan avläsningarna till en minut, om inte det ger självsvängning i ugntemperatur beroende på ugnens termiska tröghet.
Men Arduino UNO saknar analog utgång. Så jag måste hitta en lösning med en kompletterande DAC som kan ge styrspänning 0-5V. Av det jag läst är det inte ovanligt att DAC:s i 5V-kretsar inte kan styras ut från noll till 5V fullt ut.
Är det någon här som har synpunkter eller egna erfarenheter av liknande projekt?
Mvh
/Kaj A.
Det finns en programmerbar styrning på ugnen idag, men den kan inte styra avsvalning. Därför funderar jag på att byta styrsystem. Jag vill ersätta den nuvarande kontaktorlösningen med en tyristorstyrning, och har hittat ett effektstyrningsaggregat på ELFA, PR3-E-18KW. Aggregatet har en analog styrkrets på 0-5V DC. Styrningen har jag tänkt lösa med Arduino UNO. Ett bibliotek med bör-värden för temperatur över tid kan läsas in i ett EEPROM eller SD-microkort, som då är temperaturkurvan över hela bränntiden. Via befintligt termoelement (K) erhålls aktuell temperatur. Skillnaden mellan bör och är-värden ska styra ut effekt till värmespiralerna proportionellt mot avvikelsen. Troligen sätter jag tiden mellan avläsningarna till en minut, om inte det ger självsvängning i ugntemperatur beroende på ugnens termiska tröghet.
Men Arduino UNO saknar analog utgång. Så jag måste hitta en lösning med en kompletterande DAC som kan ge styrspänning 0-5V. Av det jag läst är det inte ovanligt att DAC:s i 5V-kretsar inte kan styras ut från noll till 5V fullt ut.
Är det någon här som har synpunkter eller egna erfarenheter av liknande projekt?
Mvh
/Kaj A.
Re: Temperaturstyrning av ugn
Använd pwm för att skapa analog ut. Det har ju stöd i Arduino. Sedan måste du ha ett RC-filter och en OP-förstärkare som klarar 0 - 5 volt.
Om det är petigt med att få exakt 5 volt ut får du kolla vad 5-volten i din Arduino egentligen är (kan variera mellan 4.85 - 5.25 volt gissar jag), och hoppas på att det är minst 5.0 volt. Annars får du mata OP:n med lite högre spänning och öka förstärkningen en aning. DAC går ju att använda förstås, men är nog inte nödvändigt.
Om det är petigt med att få exakt 5 volt ut får du kolla vad 5-volten i din Arduino egentligen är (kan variera mellan 4.85 - 5.25 volt gissar jag), och hoppas på att det är minst 5.0 volt. Annars får du mata OP:n med lite högre spänning och öka förstärkningen en aning. DAC går ju att använda förstås, men är nog inte nödvändigt.
Re: Temperaturstyrning av ugn
Så här ser projektet ut just nu:
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
