Härteofen Selbstbau

Also es ist vollbracht. Demnächst gibt es Fotos in Aktion. 

Fotos in der Galerie.

Sven 

Hallo, finde die Idee super. Wäre es möglich, davon einen Schaltplan zu bekommen?
Muss man bei der Steuerung die Gradzahl eingeben und ist dies ablesbar?
Über eine Rückäußerung würde ich mich freuen und vielen Dank für die Mühe.

Hallo zusammen,
nachdem ich mit großem Interesse den Ofenselbstbau gelesen habe, habe ich mich schon mal über eine Steuerung hergemacht, die in ihrer Leistung umschaltbar ist.
Benötigt werden gemäß obigen Angaben ca. 1,9 kW bei einem Innenraum von 40x20x20cm³
Ich habe mir Heizwendeln á 500W berechnet, die je nach Schaltung 0,75/1,5 bzw 3kW Gesamtleistung erzeugen.
Die Verschaltung erfolgt in Stern (1,5kW), je 2 Wicklungen in Reihe als Stern (0,75kW) bzw. 2x Stern parallel (3kW), so dass an einer Wicklung 230V abfallen.
Gerechnet wurde mit Kanthal - A1 mit einem Durchmesser von 0,5mm, der dann allen obigen Forderungen entspricht.
Die Tabelle habe ich als JPG angehängt.
Aufgrund der Leistungsvorwahl kann dann auch sinnvoll mit niedrigeren Temperaturen gearbeitet werden, da der Thermostat als Zweipunktregler dann nicht immer ein- und ausschaltet. Der ist hier nur als allgemeine "Blackbox" gezeichnet, da vom genauen Typ abhängig. Alle Temperatureinstellungen erfolgen am Thermostat 
Der Schaltungsvorschlag ist so aufgebaut dass die Umschaltungen gut nachvollzogen werden können.
Eingeschaltet wir mit dem Hauptschalter. Beim Öffnen der Ofentür wird der Leitungsteil spannungsfrei; Die steuerung bleibt unter Spannung
Die relevanten Daten in Bezug auf Leistung der Schütze bzw. Leitungen sind dem SChaltplan entnehmbar.
Optimierungen bzw Reduzierungen in Bezug auf die Anzahl der Kontakte sind natürlich möglich.
Ebenso ließe sich die Steuerung auch mit eigener Steuerspannung realisieren.
So ließe sich z.B. auch eine LOGO oder ähnliches integrieren um das weiter zu automatisieren.

Warum möchtest du die Leistung umschaltbar machen? Eine stetige Einstellbarkeit der Leistung, üblicherweise durch Paketsteuerung ist deutlich billiger, robuster und einfacher zu bauen. Dabei wird die Heizung zyklisch ein- und ausgeschalten. Man erhält damit eine stufenlose Leistungstellung zwischen 0-100%. Sie ergibt sich aus P[%] = Tein:Tzyk * 100%. Schütze taugen dafür nicht, man nimmt hier Solid-State-Relais, also Halbleiterschalter. Die sind, bei entsprechender Kühlung, verschleissfrei. Angesteuert wird dass SSR mit einem PID-Regler (vergiss Zweipunkt, das soll ja kein Bügeleisen werden).
Für ne einfache Regelung wars das: fertigen PID-Regler (<80€) kaufen und endlich den Stahl behandeln . Ich habe zwei Regler von Omron GN-irgendwas...super, optimieren sich selbst usw. (Finger weg vom Chinaschrott!)

Magst du aber komplette Temperaturprofile fahren (war jetzt für uns nicht so wichtig) brauchts mehr: der Sollwert muss ständig nach dem Profilvorgaben gefahren werden. Die einfachen Regler lassen sich normalerweise nicht fernsteuern. Also selbst Regler bauen, oh falsches Forum, Elektronikbastler...aber egal: Raspberry Pi wäre sicher nen guter Startpunkt: kleines Display dran, und übers Handy im Wohnzimmer dem Temperaturverlauf folgen. Natürlich vorher noch etwas (industrial grade) Programmierung.
Siemens Logo! geht sicher auch, btw super Produkt! (muss ich ja sagen ) - anhaltend befriedigende Usability könnte aber teuer werden ...

Nochwas zur Leistung: Leistung kann immer durch mehr Leistung ersetzt werden Die Leistung deines Ofens kann und darf locker, auch ohne schlechts Gewissen, aus einer Phase bezogen werden. Drehstrom ist unnötig, macht die Sache nur kompliziert. Wenn du nun bei einer Phase bist, kannst du ca. 2,5kW nutzen ohne Angst haben zu müssen, dass die gleichzeitig eingeschaltete Flex den Leitungsschutz wirft. Vorteil, der Ofen kann auch mal dort hin wo es keine rote Dose gibt.
Ich würde ausserdem deutlich stärkeren Draht nehmen und dafür weniger Heizwendeln wickeln.
So haben Tommy und ich es in unserem Härteofenprojekt umgesetzt und sind super zufrieden. Nach dem Prinzip habe ich noche ne kleine mobile 5x10x20cm große Regelbox gebaut, die ich momentan für den Anlassofen benutze - einen Toastgrill, jezt regelbar auf Grad. (Da war übrigens vorher ein Zweipunktregler drin: +-20°)

Warum kein Zweipunktregler? Beim PID-Regler (warum überhaupt D? P-Regler mit etwas I-Anteil sollte doch reichen?) macht doch die Trägheit Ärger, oder nicht?. 2-Punkt mit 5-10°C  Hysterese, und fertig. Das Ding hat doch Masse und Isolation ohne Ende.

Ja, auf jeden Fall die Solid-State-Relais.

Ich habe einen alten Naberterm Ofen mit Schütz und 2 Punkt Regelung, läuft super und die Temperatur ist Konstant genug, 5°C Unterschied macht nichts aus.

Jop stimmt, PI reicht völlig, sogar mit P kannste leben. Nur, im Handel findet man die Teile einfach als PID. Selbtoptimierung ist das Stichwort, wir wollen hier ja nicht RT betreiben und rumfummeln. Auch für den Selbstbau lohnt es nach PID-Libraries zu suchen. Zweipunkt ist einfach zu "LoFi" ;-P. Ich weiss es nicht genau, aber ich denke, dass die Trägheit der Strecke beim ZP deutlich schwerer zu kontrolllieren ist - etwas zu viel Leistung, fetter Überschwinger, und das abhängig vom Arbeitspunkt.
Ein Kunde von uns (zufälligerweise Hersteller von industriellen Heizanlagen) sagte mir, dass sie die Heizungen immer überdimensionierten weil sie einer Alterung unterlägen. Dann eine stetige Leistungsstellung natürlich vorteilhaft.
Letztlich führen viele Wege nach Rom.

Ich gebe euch mein Projekt hier frei, es ist alles dabei, was man benötigt.
Viel Spass damit.

https://grabcad.com/library/harteofen-hardening-furnace-1

Das sieht ziemlich gut aus, Hut ab.

Lange weg gewesen, muss ich gestehen. 

Der Ofen steht jetzt seit guten 5 Jahren hier...
https://www.dermesserschmied.de/
....und tut bei vielen Kursen seinen Dienst. 

Aktuell plane ich einen senkrecht stehenden Härte/Anlassofen mit den Innenmaßen 125x125x1000mm. Dieser soll ausschließlich für lange Klingen verwendet werden. 

Da besteht irgendwie Bedarf und 3 sind schon bestellt. :)

Gruß Sven