PID 컨트롤러의 요구르트

열 속성 변경을 처리하기 위해 PID 컨트롤러의 튜닝을 어떻게 변경합니까?

프로젝트 : 나는 요구르트를 만들고있다. 110 ℃에서 약 반나절 동안 배양합니다. 당신은 우유와 약간의 스타터 문화를 넣고 요구르트를 얻습니다. 다음 배치의 스타터를 위해 약간을 저장하고 나머지는 먹습니다. 쉽고 맛있습니다.

설정 : 나는 음식 안전 용기 (뚜껑이 달린 팬)를 히터 위에 놓고 k 타입 열전대, SSR 및 PID 컨트롤러를 모두 추가하고 이름을 지정하려는 PID 컨트롤러의 참조 구현에 따라 거의 유선으로 연결합니다. 팬과 가열 요소 모두로 솥 그릇 (225W, 약 3/4 갤런)을 사용하는 경우 잘 작동하지만 더 큰 배치 (1 갤런)를 원합니다.

문제 : 히터 대 열 질량 비율이 더 큰 경우 (세라믹 대신 1000W 핫 플레이트 및 스테인리스 스틸 팬). 사이클의 후반부에 불안정성이 증가합니다. PID 컨트롤러는 물로 조율되었으며 (우유는 약간 비쌉니다) 처음 몇 시간 동안 2도 F 내에서 온도를 유지합니다. 그러나 요거트 문화로 인해 온도가 급상승하는 것을 눈치 채고 있습니다. (아마도 과열로 인한 덮개의 과도한 온도 또는 응결 증가로 인해). 나는 더 큰 열 질량이 배양 중 열전도도 변화의 소음을 약화시키고 있다고 확신하지만, 초기 온도 조절을 과도하게 손상시키지 않으면 서 후기 단계 동안 온도를보다 정확하게 제어하는 ​​방법을 확신하지 못합니다.

실제 문제는 PID 제어 세부 사항이 아니라 기계 설정 인 것 같습니다. PID 제어는 원하는 것이 아닐 수도 있습니다.

먼저 요거트 배양 용기를 수조에 넣은 다음 수조 온도를 조절하려고합니다. 물의 여분의 열 질량은 지배적 인 시간 상수를 연장시킬 것이며 용기 내부에서 일어나는 일에 크게 의존하지 않을 것입니다.

더 긴 시간 상수를 사용하면 간단한 온도 조절 장치 켜기 / 끄기 온도 제어가 제대로 작동해야합니다. 수온이 한 시간 상수 내에서 2-4 도처 럼 약간만 변할 수 있도록 히터 전력을 충분히 낮추기를 원합니다. 그러면 간단한 임계 값 감지 켜기 / 끄기 제어가 잘 작동합니다.

설정 점에서 빠른 진동을 방지하기 위해 히스테리시스를 추가하는 대신 시간의 1/50 정도와 같이 짧은 시간 동안 출력을 고정 된 상태로 유지하십시오.

오래 전에 사진 필름 처리를 위해 온도 조절 수조를 만들었습니다. 기계식 설정은 플라스틱 "고무 제"스타일 욕조 중 하나이며, 물 순환을 유지하기위한 어항 펌프, 커피 컵용 선반 침지 히터에서 300W 떨어져있었습니다. 터브 반대편에 직렬로 배치 된 2 개의 서미스터가 온도 피드백을 제공했습니다. 이것은 마이크로 컨트롤러 시대 이전이되었으므로 플립 플롭이 샘플링되어 64 라인 사이클마다 온 / 오프 신호를 유지했습니다. 그것은 릴레이를 제어하여 침수 히터를 켜고 끕니다. 정말 잘 작동했습니다. 일단 조절되면 온도는 화씨 F의 일부로 고정 된 상태로 유지됩니다.

PID 컨트롤러로 이것을 과도하게 생각하고 있습니다.

발효가 진행됨에 따라 배치가 더 점성이 높아진다고 생각합니다. 대류 열전달이 약해 지므로 전체 열전도도가 감소합니다.

가능한 해결책 중 하나는 침지 히터를 사용하는 것인데,이 히터는 볼륨 전체에 고르게 분포되어 있습니다. 열 에너지가 이동해야하는 평균 거리는 줄어들고 설정은 열 전도성에 덜 의존합니다.

또 다른 가능한 해결책은 여러 PID 상수 세트를 갖는 것입니다. 첫 번째 세트는 더 얇은 원유에 맞게 조정됩니다. 두 번째 세트는 더 두꺼운 요구르트에 맞게 조정됩니다. 우선 순위를 알고 있는 일정 시간이 지나면 한 상수 세트에서 다른 상수 세트로 전환 할 수 있습니다 .

스레드가 이미 전기 에너지를 사용하여 요구르트를 만드는 데 PID에서 멀어 졌기 때문에 다른 접근법을 제안 할 수 있다고 생각했습니다 ...

우유와 스타터를 그릇에 넣고 높이 켜십시오. 혼합물의 온도가 160도에 도달하면 냄비를 냄비에서 꺼내 뚜껑을 덮습니다. 지체없이 냄비를 수건으로 감싸서 최고의 음료수 냉각기에 넣으십시오.

"PID 컨트롤러 (위의 Olin Lathrup) 및 여러 컨트롤러 (및 해당 오버 헤드 회로), 침수 히터 또는 COTS (여기서는 여기)를 사용하여이 문제를 과도하게 생각하고 있습니다.

공정에 EE 풋 프린트가 반드시 있어야하는 경우, 화씨 160도를 감지하고 경고음이나 윙윙 거리는 소리를 발생시키는 온도 감지기를 설계 할 수 있습니다.

나는 여기서 게임에 약간 늦을 수도 있지만, 뭔가를 찾고 있었고이 스레드를 발견했습니다. 나는 이것을 사용하여 요구르트를 만듭니다-수조가 필요하지 않습니다.

https://github.com/CapnBry/HeaterMeter/wiki

내가 직접 만들었지 (하지만 그는 또한 그것들도 팔고있다; 그것은 모두 오픈 소스이다). 원래 의도는 바베큐를 제어하는 ​​것이었지만, 소스 비데 및 요구르트에도 완벽하게 작동한다는 것을 알았습니다. 나는 멍청한 항아리 냄비를 제어하고 (끄기, 낮음, 높음) 구멍이있는 뚜껑을 가지고 있습니다. 아직 Sears에없는 경우 Sears 등에서 구할 수 있습니다.

나는 그가 권장하는 프로브를 사용하지만, 마음의 평화를 위해 두 번째 독립 프로브를 가지고 있습니다! 셋업을 10 시간 동안 그대로 두었다가 요거트 / 유청 믹스를 일반 종이 타월이 깔린 소쿠리에 붓고 배수시킵니다. 배출 시간은 다양하며 원하는 일관성에 도달하면 배출을 중지 할 수 있습니다.

프로세스의 전체 요약을 제공하려면 다음을 수행하십시오.

1) 큰 솥에 우유 1 갤런을 붓고 난로에 천천히 170F까지 올려 놓고 5-10 분 동안 그 온도에 두십시오.

2) 오븐을 켜고 Crock Pot 그릇을 넣고 약 230F까지 데우고 버그를 죽이십시오 (선택 사항, 때로는 게으르지 만 나쁜 배치는 없었습니다)

3) 온도가 100F에 도달 할 때까지 싱크대에서 스톡 포트를 찬물에 떠서 식힌다

4) 오븐에서 그릇 그릇을 꺼내 오븐 그릇에 넣고 식히고 PID 컨트롤러와 그릇 냄비를 켭니다 (낮음).

5) 멸균 우유에 그리스 요거트의 작은 냄비의 약 절반을 털어냅니다.

6) 전체를 솥 냄비에 부어 넣으십시오.

7) 뚜껑을 덮고 프로브를 삽입 한 후 10 시간 동안 작동시킵니다.

8) HeaterMeter에서 웹 서버로 모든 괴짜를 얻으십시오! (이미지의 실제 숫자에 대해 걱정하지 마십시오. 내가 언급 한 것과 다른 이유, 여기에 들어가기에는 너무 자세한 이유가 있습니다)

9) 준비가되면 위에서 설명한대로 요구르트를 배출합니다 (액체 유청은 기계에서 빵을 만드는 데 좋습니다 (BTW)).

10) 작은 용기에 넣고 냉장 보관하십시오!

나는 이것이 누군가가 최첨단 음식을 만들기 위해 첨단 기술을 사용하는 것을 즐기는 데 도움이되기를 바랍니다.