Schrittmotorensteuerung Mischer - Versionsgeschichte

Armin Rohnen am 15. August 2023 um 13:48 Uhr

2023-08-15T13:48:30Z

← Nächstältere Version		Version vom 15. August 2023, 15:48 Uhr
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			= Armin Rohnen, 15.08.2023 =
			Die Funktion "StellenDosierventil" stellt das Kaltwasser-Dosierventil auf die (neue) Position. Dazu wird die Anzahl der zu stellenden 1/2-Schritte und die Richtung des Stellvorgangs über die Subtraktion des Eingabewertes mit dem bisherigen Stellwert ermittelt ("steps = app.Dosierventil.Value - app.mischerPosition").

			Negative Werte von "steps" bewirken ein Zudrehen des Dosierventils. Dies ist als "forwardStep" definiert. Umgekehrt bewirken positive Werte ein Öffnen, was als "backwardStep" definiert ist.

			Um eine Verstellung des Kaltwasser-Dosierventils zu erreichen muss die neue Position über "app.Dosierventil.Value =" in das Eingabefeld eingetragen und die Funktion "StellenDosierventil()" aufgerufen werden.

			Die Callback-Funktion "DosierventilValueChanged" ruft lediglich "app.StellenDosierventil()" auf.

	= Hendrik Wegjan, 28.07.2023 - ergänzende Abschlussbemerkung =		= Hendrik Wegjan, 28.07.2023 - ergänzende Abschlussbemerkung =
	Ergänzend zu den Aufgaben für zukünftige Projektgruppen (s. Eintrag vom 23.05.2023) sind weitere Probleme aufgetreten:<br>		Ergänzend zu den Aufgaben für zukünftige Projektgruppen (s. Eintrag vom 23.05.2023) sind weitere Probleme aufgetreten:<br>

Hendrik Wegjan: /* Hendrik Wegjan, 28.07.2023 - ergänzende Abschlussbemerkung */

2023-07-31T09:33:15Z

Hendrik Wegjan, 28.07.2023 - ergänzende Abschlussbemerkung

← Nächstältere Version		Version vom 31. Juli 2023, 11:33 Uhr
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	'''2)''' In der Initialisierung wird aktuell die Position in der Sequenzmatrix immer auf -1 gesetzt. Dadurch wird nach einem Neustart beim erstmaligen Verfahren der Schrittmotoren (und somit meistens bei der Initialisierung) immer mit der ersten Sequenz gestartet (Bei Verständnisfragen s. Kommentierung Schrittmotor-Python-Code).<br>		'''2) Problemstellung Sequenzposition<br>''' In der Initialisierung wird aktuell die Position in der Sequenzmatrix immer auf -1 gesetzt. Dadurch wird nach einem Neustart beim erstmaligen Verfahren der Schrittmotoren (und somit meistens bei der Initialisierung) immer mit der ersten Sequenz gestartet (Bei Verständnisfragen s. Kommentierung Schrittmotor-Python-Code).<br>
	Diese Annahme passt aber nicht zum realen Bild, bei dem der Schrittmotor vor dem Ausschalten/Neustarten der Kaffeemaschine in jeder beliebigen Sequenz stehengeblieben sein kann.		Diese Annahme passt aber nicht zum realen Bild, bei dem der Schrittmotor vor dem Ausschalten/Neustarten der Kaffeemaschine in jeder beliebigen Sequenz stehengeblieben sein kann.
	Dadurch ist ein Springen des Schrittmotors zu Beginn quasi garantiert.<br>		Dadurch ist ein Springen des Schrittmotors zu Beginn quasi garantiert.<br>
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	'''3)''' Es ist die Problematik aufgetreten, dass beim Erreichen einer Endlage (vor allem bei einer vollständigen Schließung der Drossel) der Schrittmotor physisch logischerweise nicht mehr weiterfährt, die Stellsequenzen aber weiter durchlaufen werden (da immer die aus MATLAB® übergebene Halbschrittanzahl gefahren wird).<br>		'''3) Problemstellung Überfahren der Endlagen<br>''' Es ist die Problematik aufgetreten, dass beim Erreichen einer Endlage (vor allem bei einer vollständigen Schließung der Drossel) der Schrittmotor physisch logischerweise nicht mehr weiterfährt, die Stellsequenzen aber weiter durchlaufen werden (da immer die aus MATLAB® übergebene Halbschrittanzahl gefahren wird).<br>
	Auch hieraus ergibt sich die Problematik, dass der Schrittmotor anfängt zu springen, sobald er aus dieser Endlage hinaus dann erneut angesteuert wird. Dadurch gehen Schritte verloren, was vor allem in der Initialisierung nicht erlaubt ist.<br>		Auch hieraus ergibt sich die Problematik, dass der Schrittmotor anfängt zu springen, sobald er aus dieser Endlage hinaus dann erneut angesteuert wird. Dadurch gehen Schritte verloren, was vor allem in der Initialisierung nicht erlaubt ist.<br>
	Es muss erarbeitet werden, ob dieses Problem z.B. durch eine geschicktere Ansteuerung lösbar ist.<br>		Es muss erarbeitet werden, ob dieses Problem z.B. durch eine geschicktere Ansteuerung lösbar ist.<br>
	Ansonsten muss eine Alternative definiert werden (z.B. ein Erhöhen der übermittelten Halbschrittanzahl um einen Sequenzdurchlauf (+8), sofern bekannt ist, dass in eine Endlage gefahren wird. Damit wird ein eventuelles Springen des Schrittmotors kompensiert, aber die Stellgenauigkeit leidet natürlich darunter).<br>		Ansonsten muss eine Alternative definiert werden (z.B. ein Erhöhen der übermittelten Halbschrittanzahl um einen Sequenzdurchlauf (+8), sofern bekannt ist, dass in eine Endlage gefahren wird. Damit wird ein eventuelles Springen des Schrittmotors kompensiert, aber die Stellgenauigkeit leidet natürlich darunter).<br>



	= Simon Thrainer, 23.05.2023 - vorläufige Abschlussbemerkung =		= Simon Thrainer, 23.05.2023 - vorläufige Abschlussbemerkung =

Hendrik Wegjan am 30. Juli 2023 um 18:07 Uhr

2023-07-30T18:07:03Z

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-= Simon Thrainer, 23.05.2023 =
+= Hendrik Wegjan, 28.07.2023 - ergänzende Abschlussbemerkung =
 [[Datei:20230522 Mischwassertemperatur Dosierventil Zeit.png|500px|thumb|gerahmt|rechts|alternativtext=Abbildung 3: Temperaturverlauf des Mischwassers (blau) über der Versuchsdauer|Abbildung 3: Temperaturverlauf des Mischwassers (blau) über der Versuchsdauer]]
 [[Datei:20230522 Kennlinie Mischwassertemperatur Dosierventilstellung.png|500px|thumb|gerahmt|rechts|alternativtext=Abbildung 2: Kennlinie der Mischwassertemperatur in Abhängigkeit von der Dosierventilstellung|Abbildung 2: Kennlinie der Mischwassertemperatur in Abhängigkeit von der Dosierventilstellung]]
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 Eine Anwendung der neuen Pausenzeiten auf die Schrittmotorinitialisierung muss ebenfalls stattfinden. Dort können die aktuellen Schrittzahlen (meistens 1200) durch die realen Werte (560) ersetzt werden, da jetzt bestätigt ist, dass jeder Schritt erkannt und gefahren wird.
 = Armin Rohnen, 07.04.2023 =
-Für den Mischer ist eine zweifelfreie Initialisierung zu Maschinenstart zu realisieren.
+Für den Mischer ist eine zweifelsfreie Initialisierung zu Maschinenstart zu realisieren.
 Der Mischer ist über ein AVS Römer elektronisches Dosierventil mit 280 Schritten (lt. Herstellerangabe) realisiert.
-Es ist zu klären mit welchen Pasuenzeiten das Dosierventil zuverlässig betreiben werden kann. Im weiteren wird eine Kennlinie für die Mischwassertemperatur in Abhängigkeit der Dosierventilstellung benötigt. Die Kennlinie soll für die übliche Boilertemperatur bei 1300 mbar Boilerdruck Gültigkeit aufweisen.
+Es ist zu klären, mit welchen Pausenzeiten das Dosierventil zuverlässig betrieben werden kann. Im Weiteren wird eine Kennlinie für die Mischwassertemperatur in Abhängigkeit der Dosierventilstellung benötigt. Die Kennlinie soll für die übliche Boilertemperatur bei 1300 mbar Boilerdruck Gültigkeit aufweisen.

Simon Thrainer am 23. Mai 2023 um 17:53 Uhr

2023-05-23T17:53:49Z

← Nächstältere Version		Version vom 23. Mai 2023, 19:53 Uhr
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	==Aufgaben für zukünftige Projektgruppen==		==Aufgaben für zukünftige Projektgruppen==
	• Es soll ermittelt werden, unter welchen Umständen es dazu kommen kann, dass die Schrittmotoren in einer Endposition hängen bleiben und wie dieses Problem effektiv vermieden werden kann.<br><br>		• Es soll ermittelt werden, unter welchen Umständen es dazu kommen kann, dass die Schrittmotoren in einer Endposition hängen bleiben und wie dieses Problem effektiv vermieden werden kann.<br><br>
	• Es soll ermittelt werden, wie viele Schritte die Schrittmotoren tatsächlich fahren können.		• Es soll ermittelt werden, wie viele Schritte die Schrittmotoren tatsächlich fahren können.<br>

	~~<br><br><br>~~		Die Versuchstaten können [http://www.institut-fuer-kaffeetechnologie.de/Intern/index.php?title=Versuchsdaten_Labormaschine#23.05.2023_Simon_Thrainer_-_Mischwassertemperatur-Druck hier]heruntergeladen werden.

			<br><br>

Simon Thrainer am 23. Mai 2023 um 17:40 Uhr

2023-05-23T17:40:02Z

← Nächstältere Version		Version vom 23. Mai 2023, 19:40 Uhr
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			= Simon Thrainer, 23.05.2023 =
			[[Datei:20230522 Mischwassertemperatur Dosierventil Zeit.png\|500px\|thumb\|gerahmt\|rechts\|alternativtext=Abbildung 3: Temperaturverlauf des Mischwassers (blau) über der Versuchsdauer\|Abbildung 3: Temperaturverlauf des Mischwassers (blau) über der Versuchsdauer]]
			[[Datei:20230522 Kennlinie Mischwassertemperatur Dosierventilstellung.png\|500px\|thumb\|gerahmt\|rechts\|alternativtext=Abbildung 2: Kennlinie der Mischwassertemperatur in Abhängigkeit von der Dosierventilstellung\|Abbildung 2: Kennlinie der Mischwassertemperatur in Abhängigkeit von der Dosierventilstellung]]
			==Änderungen an der aktuellen GUI==
			In die aktuelle MATLAB®-GUI (EspressoMenu_20230118) im Ordner Betriebssoftware wurde die Funktion „KennlinieDosierventil“ implementiert. Sie öffnet das Dosierventil schrittweise durch Verstellen des Schrittmotors alle 10 s um 40 Halbschritte. <br><br><br>
			==Versuchsdurchführung und Erstellung der Kennlinie==
			Der Versuchsablauf wurde mit einer Pumpenleistung von 3000 mV, einer Bypass-Stellung von 50 Halbschritten und vollständig aufgeheiztem Boiler (1300 mbar Boilerdruck) durchgeführt. Zuerst wurde das Dosierventil vollständig geschlossen und dann mithilfe der Funktion langsam geöffnet, was das Diagramm in Abbildung 3 ergab. Aus den Temperaturen, auf die sich das Mischwasser nach jedem Verstellen einpendelt, wurde die Kennlinie der Mischwassertemperatur in Abhängigkeit von der Dosierventilstellung erstellt (s. Abbildung 2). <br><br><br>

			==Problemstellungen==
			Bei der Erstellung der Kennlinie traten mehrere Probleme auf:<br><br>
			• Die Mischwassertemperatur ist trotz geschlossenem Dosierventil anfangs nicht über 60 °C angestiegen. Das kann nach einem Hinweis von Armin Rohnen daran liegen, dass der Schrittmotor in einer Endposition „verklebt“ bzw. „verhakt“ und erst frei gefahren werden muss, bis er gesichert jeden Schritt fährt.
			Dieses Problem kann für eine gewisse Zeit lang umgangen werden, indem der Schrittmotor bei der Initialisierung mit verlängerter Pausenzeit und einer größeren Anzahl von zu fahrenden Schritten gesichert geöffnet und geschlossen wird.
			Armin Rohnen hat vorgeschlagen, dass die Schrittmotoren nicht in einer Endposition verweilen sollten, sondern in Ruhezeiten in einer mittleren Position stehen.<br><br>
			• Die Vermutung, dass die Schrittmotoren mehr als 560 Halbschritte fahren können, hat sich bestätigt. In Abbildung 1 sind mehr als 14 Temperatursprünge zu sehen. Da die Pausenzeit, bei der sicher alle Schritte gefahren werden, mit 2000 µs bereits ermittelt wurde, kann davon ausgegangen werden, dass für jeden Temperatursprung tatsächlich 40 Halbschritte gefahren wurden.<br><br><br>

			==Aufgaben für zukünftige Projektgruppen==
			• Es soll ermittelt werden, unter welchen Umständen es dazu kommen kann, dass die Schrittmotoren in einer Endposition hängen bleiben und wie dieses Problem effektiv vermieden werden kann.<br><br>
			• Es soll ermittelt werden, wie viele Schritte die Schrittmotoren tatsächlich fahren können.

			<br><br><br>





	= Hendrik Wegjan, 12.05.2023 =		= Hendrik Wegjan, 12.05.2023 =
	[[Datei:20231205 Schrittmotor Pausenzeiten.png\|500px\|thumb\|rechts\|Abbildung 1: Darstellung Brühgruppendruckentwicklung bei verschiedenen Stell-Pausenzeiten]] <br>		[[Datei:20231205 Schrittmotor Pausenzeiten.png\|500px\|thumb\|rechts\|Abbildung 1: Darstellung Brühgruppendruckentwicklung bei verschiedenen Stell-Pausenzeiten]] <br>

Hendrik Wegjan: /* Hendrik Wegjan, 12.05.2023 */

2023-05-14T11:30:29Z

Hendrik Wegjan, 12.05.2023

← Nächstältere Version		Version vom 14. Mai 2023, 13:30 Uhr
Zeile 7:		Zeile 7:

	1. Bypass-Drossel gesichert vollständig öffnen (z.B. mit Thonny-Programm „Schrittmotor_gesicherter_Reset“)		1. Bypass-Drossel gesichert vollständig öffnen (z.B. mit Thonny-Programm „Schrittmotor_gesicherter_Reset“)

	2. Wasserzufuhr auf Brühgruppe schalten (Y1 + Y6 + Y7 ON)		2. Wasserzufuhr auf Brühgruppe schalten (Y1 + Y6 + Y7 ON)

	3. Pumpe einschalten (Leistung: 3000 mV)		3. Pumpe einschalten (Leistung: 3000 mV)

	4. In Tab „Tests“ wechseln und „Schrittmotor Auto“ anklicken		4. In Tab „Tests“ wechseln und „Schrittmotor Auto“ anklicken

	5. Warten, bis Maximaldruck (ca. 13 bar) erreicht ist, dann Messwertpuffer speichern und Pumpe ausschalten, evtl. Brühgruppe entlüften (Y08 ON)		5. Warten, bis Maximaldruck (ca. 13 bar) erreicht ist, dann Messwertpuffer speichern und Pumpe ausschalten, evtl. Brühgruppe entlüften (Y08 ON)

Hendrik Wegjan: /* Hendrik Wegjan, 12.05.2023 */

2023-05-14T11:29:08Z

Hendrik Wegjan, 12.05.2023

← Nächstältere Version		Version vom 14. Mai 2023, 13:29 Uhr
Zeile 1:		Zeile 1:
	= Hendrik Wegjan, 12.05.2023 =		= Hendrik Wegjan, 12.05.2023 =
	[[Datei:20231205 Schrittmotor Pausenzeiten.png\|500px\|thumb\|rechts\|Abbildung 1: Darstellung Brühgruppendruckentwicklung bei verschiedenen Stell-Pausenzeiten]] <br>]]		[[Datei:20231205 Schrittmotor Pausenzeiten.png\|500px\|thumb\|rechts\|Abbildung 1: Darstellung Brühgruppendruckentwicklung bei verschiedenen Stell-Pausenzeiten]] <br>
	In die aktuelle MATLAB®-GUI (EspressoMenu_20230118) im Ordner Betriebssoftware wurde die Funktion Schrittmotor_Auto implementiert. Sie enthält ein zeitgesteuertes Schließen der Bypass-Drossel. Aktuell werden alle 5 Sekunden 40 Schritte gestellt.		In die aktuelle MATLAB®-GUI (EspressoMenu_20230118) im Ordner Betriebssoftware wurde die Funktion Schrittmotor_Auto implementiert. Sie enthält ein zeitgesteuertes Schließen der Bypass-Drossel. Aktuell werden alle 5 Sekunden 40 Schritte gestellt.

Zeile 18:		Zeile 18:

	Eine Anwendung der neuen Pausenzeiten auf die Schrittmotorinitialisierung muss ebenfalls stattfinden. Dort können die aktuellen Schrittzahlen (meistens 1200) durch die realen Werte (560) ersetzt werden, da jetzt bestätigt ist, dass jeder Schritt erkannt und gefahren wird.		Eine Anwendung der neuen Pausenzeiten auf die Schrittmotorinitialisierung muss ebenfalls stattfinden. Dort können die aktuellen Schrittzahlen (meistens 1200) durch die realen Werte (560) ersetzt werden, da jetzt bestätigt ist, dass jeder Schritt erkannt und gefahren wird.


	= Armin Rohnen, 07.04.2023 =		= Armin Rohnen, 07.04.2023 =

Hendrik Wegjan am 14. Mai 2023 um 11:28 Uhr

2023-05-14T11:28:01Z

← Nächstältere Version		Version vom 14. Mai 2023, 13:28 Uhr
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			= Hendrik Wegjan, 12.05.2023 =
			[[Datei:20231205 Schrittmotor Pausenzeiten.png\|500px\|thumb\|rechts\|Abbildung 1: Darstellung Brühgruppendruckentwicklung bei verschiedenen Stell-Pausenzeiten]] <br>]]
			In die aktuelle MATLAB®-GUI (EspressoMenu_20230118) im Ordner Betriebssoftware wurde die Funktion Schrittmotor_Auto implementiert. Sie enthält ein zeitgesteuertes Schließen der Bypass-Drossel. Aktuell werden alle 5 Sekunden 40 Schritte gestellt.

			Mit dieser Funktion wurde die Versuchsreihe zur Ermittlung der minimal möglichen Stell-Pausenzeit durchgeführt.
			Dabei wurde die Pausenzeit zwischen den Schritten variiert (genaue Werte s. Abbildung 1) und dann immer derselbe Ablauf gefahren:

			1. Bypass-Drossel gesichert vollständig öffnen (z.B. mit Thonny-Programm „Schrittmotor_gesicherter_Reset“)
			2. Wasserzufuhr auf Brühgruppe schalten (Y1 + Y6 + Y7 ON)
			3. Pumpe einschalten (Leistung: 3000 mV)
			4. In Tab „Tests“ wechseln und „Schrittmotor Auto“ anklicken
			5. Warten, bis Maximaldruck (ca. 13 bar) erreicht ist, dann Messwertpuffer speichern und Pumpe ausschalten, evtl. Brühgruppe entlüften (Y08 ON)

			Aus Abbildung 1 ist erkennbar, dass ab einer Pausenzeit von 2000 µs (lila) ein annähernd gleicher Verlauf des Brühgruppendrucks entsteht.
			Es kann also angenommen werden, dass bei einer Stell-Pausenzeit größer/gleich 2000 µs keine Schritte übersprungen werden.

			Im nächsten Schritt wird mit den neuen Pausenzeiten gearbeitet und die Kennlinie Mischwassertemperatur/Dosierventilstellung generiert.

			Eine Anwendung der neuen Pausenzeiten auf die Schrittmotorinitialisierung muss ebenfalls stattfinden. Dort können die aktuellen Schrittzahlen (meistens 1200) durch die realen Werte (560) ersetzt werden, da jetzt bestätigt ist, dass jeder Schritt erkannt und gefahren wird.


	= Armin Rohnen, 07.04.2023 =		= Armin Rohnen, 07.04.2023 =
	Für den Mischer ist eine zweifelfreie Initialisierung zu Maschinenstart zu realisieren.		Für den Mischer ist eine zweifelfreie Initialisierung zu Maschinenstart zu realisieren.

Armin Rohnen: Die Seite wurde neu angelegt: „= Armin Rohnen, 07.04.2023 = Für den Mischer ist eine zweifelfreie Initialisierung zu Maschinenstart zu realisieren. Der Mischer ist über ein AVS Römer elektronisches Dosierventil mit 280 Schritten (lt. Herstellerangabe) realisiert. Es ist zu klären mit welchen Pasuenzeiten das Dosierventil zuverlässig betreiben werden kann. Im weiteren wird eine Kennlinie für die Mischwassertemperatur in Abhängigkeit der Dosierventilstellung benötigt. Die Kennl…“

2023-04-07T13:03:29Z

Die Seite wurde neu angelegt: „= Armin Rohnen, 07.04.2023 = Für den Mischer ist eine zweifelfreie Initialisierung zu Maschinenstart zu realisieren. Der Mischer ist über ein AVS Römer elektronisches Dosierventil mit 280 Schritten (lt. Herstellerangabe) realisiert. Es ist zu klären mit welchen Pasuenzeiten das Dosierventil zuverlässig betreiben werden kann. Im weiteren wird eine Kennlinie für die Mischwassertemperatur in Abhängigkeit der Dosierventilstellung benötigt. Die Kennl…“

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= Armin Rohnen, 07.04.2023 =
Für den Mischer ist eine zweifelfreie Initialisierung zu Maschinenstart zu realisieren.

Der Mischer ist über ein AVS Römer elektronisches Dosierventil mit 280 Schritten (lt. Herstellerangabe) realisiert.

Es ist zu klären mit welchen Pasuenzeiten das Dosierventil zuverlässig betreiben werden kann. Im weiteren wird eine Kennlinie für die Mischwassertemperatur in Abhängigkeit der Dosierventilstellung benötigt. Die Kennlinie soll für die übliche Boilertemperatur bei 1300 mbar Boilerdruck Gültigkeit aufweisen.