Planung Brausteuerung CBPi4 mit 10KW Heizelementen und Induktion

[Sebasstian]

Hallo,
ich bin dabei eine Steuerung für meine neue Brauanlage zu planen die gerade Stück für Stück entsteht.
Anlage wird bestehen aus 500L Sudpfanne mit 3 x 10KW Heizelementen, einem 300L HLT mit einem 10KW Heizelement und einer 170L Maischpfanne auf 8KW Induktinskocher. Dazu noch ein Läuterbottich, aber der spielt ja für die Steuerung keine Rolle.
Die Größe der Maischpfanne mag scheinbar nicht ganz zum Rest passen, das liegt daran, dass ich je Sud 2x maische 2x läuteren und dann einmal gemeinsam in der großen Pfanne kochen werde.

Ich will eine Steuerung auf Basis CraftbeerPi 4 bauen.

Der Induktionskocher ist über einen Drehregler in 9 Stufen einstellbar. Den Kocher will ich elektrisch nicht umbauen, öffnen oder sosnt wie anzapfen, ist mir zu heikel. Daher ist der Plan die Welle vorne einfach mit einem Schrittmotor zu versehen und die Leistung normal über den Drehregler zu steuern, aber halt automatisiert mit Motor statt mit der Hand.

Für die 10KW Heizelemente habe ich an Leistungsschütze 3 polig, 32A mit 24VDC Ansteuerung gedacht.
Ich hab eben mal alles aufgemalt was mir in den Kopf kam.
Ich würde gerne einfach mal meine Ideen zur Diskussion stellen und Feedback von euch einholen. Bei zwei Punkten hab ich noch keine genaue Idee und bin vor allem da für Vorschläge dankbar.
1. Wie realisiere ich die Ansteuerung eines Schrittmotors? Gibts da schon ein cbpi Plugin?
2. Wie ist die Einbinding des Schwimmschalters zum Trockenfeuerschutz am besten zu realisieren? Einfach mit weiteren Relais die 24V Steuerspannung unterbrechen welche die Schütze ansteuert?

Generelle Frage zum CBPi4 (hab nur gelesen, noch keine praktische Erfahrung): Kann man die einzlenen Kettle völlig unabhängig voneinander laufen lassen? Ich habe immer nur Abläufe gesehen die sequenziell ablaufen. Also erst maischen, dann läutern, dann kochen, etc. Aber da ich ja mehrmals maische und nur einmal koche werde ich ja zB schon anfangen in der Sudpfanne aufzuheizen während zB das zweite mal gemaischt wird. Und HLT soll ja eigentlich unabhängig die 78°C halten. Geht das?

Ich weiß nicht ob aus meinem "Gemälde" alle meine Ideen kalr wereden. Wenn nicht, dann einfach nachfragen.
Die unterschiedlichen Sensoren kommen daher, dass im HLT bereits ein PT100 fest verbaut ist und in den anderen beiden Behältern nur Hülsen und ich hab noch zwei DS18B20 Sensoren da. Die würde ich dann auch gerne verwenden.

Irgendwas ganz blöd geplant? Hab ich was vergessen?
Bin für jeden Hinweis dankbar!

Töppe.PNG (11.64 KiB) 1122 mal betrachtet

Disclaimer: Ich bin kein Elektriker, aber durch meine Ausbildung auch nicht ganz unbedarft bei dem Thema. Trotzdem wird der Aufbau auf jeden Fall mit meinem Nachbarn stattfinden, der ist Elektroinstallateur, Meister mit eigenem Betrieb. Der macht mir auch die ganze neue Elektroinstallation im Sudhaus. Da sollten also keine groben Schnitzer passieren was die Sicherheit anbetrifft. Das ist mir wichtig. Aber er ist halt kein Spezialist was die Automatisierung angeht und da möchte ich ihn schon mit dem Gesamtkonzept gleich in die richtige Richtung lenken. Ich bastel also nicht als Laie allein eine Steuerung mit 400V. ;)

[Innuendo]

1. Wie realisiere ich die Ansteuerung eines Schrittmotors? Gibts da schon ein cbpi Plugin?

Über den Suchbergiff Python Servo Motor gibt es jede Menge Quellcode Beispiel (Hubschrauber, Gasgrill & co). Viele Bibliotheken für Servo Motoren nehmen einen Winkel als Parameter. Dann musst Du nur noch den Winkel für 0% und für 100% Leistung ermitteln. Als Start für ein eigenes Plugin scheint dieses CBPi Plugin geeignet zu sein (habe es nur überflogen).

Beim Thema sequenzielle/parallele Abfolge wären zwei Raspi eine (übersichtliche) Lösung.
Innu

[nPlusEins]

1. Wie realisiere ich die Ansteuerung eines Schrittmotors? Gibts da schon ein cbpi Plugin?

Es würde sich doch vielleicht anbieten die Ansteuerung separat via ESP8266 oder ESP32 Board zu realisieren, so das die Ansteuerung vom CBPI mit einem existierend Plugin z.B. über MQTT erfolgen kann. So lassen sich auch einfacher Sicherheitsautomatiken umsetzen als wenn der CBPI4 sich direkt um die Ansteuerung des Schrittmotors etc. kümmern muss.

[Sebasstian]

1. Wie realisiere ich die Ansteuerung eines Schrittmotors? Gibts da schon ein cbpi Plugin?

Über den Suchbergiff Python Servo Motor gibt es jede Menge Quellcode Beispiel (Hubschrauber, Gasgrill & co). Viele Bibliotheken für Servo Motoren nehmen einen Winkel als Parameter. Dann musst Du nur noch den Winkel für 0% und für 100% Leistung ermitteln. Als Start für ein eigenes Plugin scheint dieses CBPi Plugin geeignet zu sein (habe es nur überflogen).

Beim Thema sequenzielle/parallele Abfolge wären zwei Raspi eine (übersichtliche) Lösung.
Innu

Danke. Das schau ich mir mal an. Ich hatte schon befürchtet dass es kein fertiges Plugin gibt. Ist ja eher eine ungewöhnliche Anwendung. Aber Python kann ich, da sollte ein eigenes Plugin auch machbar sein.

Zwei raspi klingt nach Overkill. Geht das wirklich nur sequentiell mit cbpi4? Den Nachguss während des Maischens zu erhitzen ist doch eigentlich bei fast jeder Anlagenkonfiguration nötig, oder?

[Innuendo]

Ich habe Deine Frage nach zwei parallelen Maischeplänen auf 2 oder mehr Kettles verstanden. An der Stelle bin ich mir nicht sicher, ob das klappt. Ein CBPi4 Kettle hat eigene Aktoren, Sensoren, Heater, Steuerung etc., daher sollte CBPi4 deinen Ansatz "eigentlich" unterstützen. MrHyde wäre hier die bessere Infoquelle.
Anhand Deiner Skizze stelle ich mir zwei CBPi4 Installationen mit eigenem Display beim Brauen eindeutiger/einfacher vor. Ist aber auch nur eine Idee. Schade das Jena so weit weg ist ... das Setup würde ich mir gern mal anschauen.
Innu

[Sebasstian]

Ich habe Deine Frage nach zwei parallelen Maischeplänen auf 2 oder mehr Kettles verstanden.

Dann hab ich mich etwas unklar ausgedrückt. Hier zum besseren Verständnis mal der angedacht Ablauf in Tabellenform:

Es läuft also immer nur ein Maischprogramm zu einer Zeit. Zwei Maischprogramme laufen hitereinander/sequentiell ab. Aber: Es soll halt gleichzeitig während des 2. Maischens schon zum kochen aufgeheizt werden. Und nicht wie sonst üblich erst nach dem Maischen gekocht werden.

Ich krieg morgen meinen raspi mit der Post. Dann baue ich mal ein Bastel-Setup auf und spiel ein bisschen rum mit cbpi4 und schau was geht und was nicht.

Schade das Jena so weit weg ist ... das Setup würde ich mir gern mal anschauen.

Jederzeit gerne. Wenn sich's mal ergibt auf irgendeiner Durchreise, dann melde dich.

[mrhyde]

Es läuft also immer nur ein Maischprogramm zu einer Zeit. Zwei Maischprogramme laufen hitereinander/sequentiell ab. Aber: Es soll halt gleichzeitig während des 2. Maischens schon zum kochen aufgeheizt werden. Und nicht wie sonst üblich erst nach dem Maischen gekocht werden.

Ich krieg morgen meinen raspi mit der Post. Dann baue ich mal ein Bastel-Setup auf und spiel ein bisschen rum mit cbpi4 und schau was geht und was nicht.

Da geht aktuell so nicht wirklich im Maischeprogramm. Allerdings ist es möglich, dass du mit einem Kessel ein Maischeprogramm laufen lässt und einem anderen Kessel manuell eine Target Temperatur gibst und den Auto mode startest.

Dann läuft z.B. im Maischekessel dein Maischeprogramm ab und der andere Kessel heizt bis zur gewünschten Temperatur und hält sie dann (z.B. 78°C)

Vermutlich könnte man das auch über ein Step Plugin lösen. Da bin ich mir aber nicht sicher, ob das einfach geht.

[Sebasstian]

Dann läuft z.B. im Maischekessel dein Maischeprogramm ab und der andere Kessel heizt bis zur gewünschten Temperatur und hält sie dann (z.B. 78°C)

Damit wären dann Maischen und Nachguss schon erschlagen. Und wenn man dann noch einen weiteren Kessel konfiguriert der das gleiche mit 100°C Zieltemperatur auch macht wäre doch auch die Sudpfanne erledigt, oder?
Aber vielleicht ist ein zweiter raspi doch ne Option. Würde dann halt auch noch ein zweites Display bedeuten. Oder ich mach gleich für die Sudpfanne nen separaten kleinen Schaltkasten.

[Sebasstian]

Der Raspi ist heute angekommen und ich hab gleich mal losgespielt. Mannn, mann mann was für ein geiles Spielzeug, das macht ja süchtig mit dem Malen der Dashboards.

Ist jetzt nur Trockenlauf komplett ohne Hardware, aber für mich sieht das so aus als würde das alles bieten was ich brauche.
Maischprogramm läuft ab für die Maischepfanne und zur gleichen Zeit kann ich sowohl Nachguss als auch Sudpfanne entweder manuell Ein/Aus schalten oder auch mit TargetTemp im Automodus laufen lassen.
Morgen schließe ich mal Sensoren und SSRs mit Lämpchen dran an.

[mrhyde]

Der Raspi ist heute angekommen und ich hab gleich mal losgespielt. Mannn, mann mann was für ein geiles Spielzeug, das macht ja süchtig mit dem Malen der Dashboards.

Ist jetzt nur Trockenlauf komplett ohne Hardware, aber für mich sieht das so aus als würde das alles bieten was ich brauche.
Maischprogramm läuft ab für die Maischepfanne und zur gleichen Zeit kann ich sowohl Nachguss als auch Sudpfanne entweder manuell Ein/Aus schalten oder auch mit TargetTemp im Automodus laufen lassen.
Morgen schließe ich mal Sensoren und SSRs mit Lämpchen dran an.

cbpi4_Dashboard.png

Freut mich, dass soweit alles Klappt. Sieht schon gut aus.

[Sebasstian]

Eine Funktionalität möchte ich in der Steuerung auf jeden Fall umsetzen, und zwar eine Möglichkeit der manuellen Steuerung komplett ohne Raspi. Ich möchte also umschalten zwischen Manuellem Modus, Automatikmodus (über CBPI4 gesteuert) und AUS für jeden Aktor.
FÜr die Sudpfanne mit den 3 Heizelementen kam mir grade folgendes in den Sinn, s.u. Kann das so funktioieren?
Wenn das so klappt wie ich mir das vorstelle, dann könnte ich sogar die Leistung der Sudpfanne in 3 Stufen manuell ansteuern mit einem 5 Positionen Nockendrehschalter.

(PS: Es sind ein paar Sachen nicht korrekt oder vollständig dargestellt. Es geht erstmal nur um die Logik mit dem 5 Positionen Drehschalter.)

EDIT: Paar Kleinigkeiten geändert im Schaltplan.

[kalausr]

Eine Funktionalität möchte ich in der Steuerung auf jeden Fall umsetzen, und zwar eine Möglichkeit der manuellen Steuerung komplett ohne Raspi. Ich möchte also umschalten zwischen Manuellem Modus, Automatikmodus (über CBPI4 gesteuert) und AUS für jeden Aktor.
FÜr die Sudpfanne mit den 3 Heizelementen kam mir grade folgendes in den Sinn, s.u. Kann das so funktioieren?
Wenn das so klappt wie ich mir das vorstelle, dann könnte ich sogar die Leistung der Sudpfanne in 3 Stufen manuell ansteuern mit einem 5 Positionen Nockendrehschalter.

(PS: Es sind ein paar Sachen nicht korrekt oder vollständig dargestellt. Es geht erstmal nur um die Logik mit dem 5 Positionen Drehschalter.)

EDIT: Paar Kleinigkeiten geändert im Schaltplan.
AUTO_MANUAL_MODE.PNG

Einfach:

Klaus

[Sebasstian]

Cool. Danke Klaus, sieht gut aus.
Hab auch schon bisschen weiter geplant. Ich weiß noch nicht ob ich alles innen unter kriege, aber ich bin mal von einem Schaltschrank 50x50 ausgegangen. Will ein 10" Touch Display einbauen. Dann könnte das Ganze so aussehen: