Affamato? Il perfetto BBQ grazie ad un Sistema di Acquisizione Dati

L’azienda Traeger Grills, con sede a Salt Lake City, è costantemente impegnata nella ricerca per realizzare il miglior barbecue sul mercato che permetta di soddisfare allo stesso tempo chef professionisti, buongustai e chef improvvisati del fine settimana. Ci sono diversi motivi per i quali le loro esclusive griglie a pellet in legno cuociono capolavori da leccarsi i baffi. I pellet di legno duro a qualità controllata combinati con il sistema di controllo avanzato delle loro griglie, sono la "salsa segreta".

Ma aspetta, una griglia che utilizza un sistema di controllo avanzato? Sì! Certo! 
Non si tratta del fornello per hamburger del giardino del nonno. Se ti sei dilettato con i controlli, probabilmente hai sentito parlare di loop/controller PID. Il PID è un
Controllo Proporzionale-Integrale-Derivativo che utilizza un circuito di feedback per controllare un dispositivo. In questa applicazione, l'operatore imposta la temperatura “desiderata” che il grill deve raggiungere e mantenere, nonostante la presenza di una di condizioni costantemente variabili.

Prima dell'avvento dell'acquisizione dei dati, i test sui prodotti erano relativamente soggettivi. Ad esempio, quando le case automobilistiche testavano le loro auto in pista, si affidavano all'opinione soggettiva dei driver su come le varie modifiche alle sospensioni o agli ammortizzatori influissero su comfort e guidabilità. Ma oggi, nel mondo R&D, è assolutamente essenziale effettuare misure oggettive e ripetibili utilizzando strumenti di acquisizione dati ad alta risoluzione (DAQ).

Gli ingegneri dellaTraeger hanno contattato gli esperti DAQ Dewesoft per aiutarli a misurare e raccogliere dati nei loro laboratori di prova. È stato necessario raccogliere parametri tra cui temperature, punti di comando e persino dati CAN-BUS. Il loro team di ingegneri altamente specializzati, doveva valutare in maniera semplice e rapida le prestazioni e gli effetti di qualsiasi modifica o ritocco apportato alla piattaforma di controllo.

Ad esempio, c'è una coclea che gira ed alimenta i pellet di legno nel braciere in base a un programma a tempo impostato dal controller del grill. Quanto velocemente dovrebbe girare? Ogni variabile deve essere controllata in tempo reale per ottenere le perfette condizioni di cottura selezionate dall'operatore:

• Intensità della fiamma

• Condizione/velocità della coclea

• Condizione/velocità della ventola

• Condizione dell'accenditore a pellet "hot rod"

• Posizione della porta

Il controller PID prende la temperatura "desiderata" e la confronta con la temperatura misurata  dai sensori nella griglia. Potrebbe sembrare semplice, ma non lo è. Come mai? 

Utilizzando coefficienti sintonizzati con precisione, vari parametri vengono continuamente regolati per ottenere la temperatura desiderata. Ci sono circuiti PID per la coclea, un altro per le velocità della ventola, ecc. I coefficienti nei circuiti PID cambieranno al variare delle condizioni, come "porta aperta/chiusa", la "presenza/assenza di vento", "variazioni della temperatura ambiente" e altro ancora . I controlli PID nidificati e i coefficienti di controllo in continua evoluzione non sono un'impresa ingegneristica da poco.

Procedura di misura e configurazione

Si è scelto di utilizzare i moduli KRYPTON DAQ modules proprio per il loro ampio intervallo di temperatura operativa. Più moduli KRYPTON-TH, abbinati alle interfacce CAN Dewesoft, consentono di registrare i dati di risposta analogici in modo sincrono con i dati di comando CAN. I moduli KRYPTON sono anche estremamente robusti e certificati per l'utilizzo in ambienti difficili (acqua, fumo, polvere e persino la salsa BBQ più appiccicosa!)

I moduli KRYPTON possono essere facilmente collegati a margherita utilizzando un singolo cavo EtherCAT che trasporta alimentazione, dati digitalizzati e sincronizzazione da modulo a modulo. I moduli KRYPTON (e CAN) possono essere posizionati proprio dove sono necessari, mantenendo i cavi dei sensori analogici il più corti possibile.

Un test tipico include: dozzine di parametri dei dati di comando che arrivano attraverso il CAN BUS; più di 32 canali di ingresso analogico per termocoppie; oltre 600 canali matematici aggiuntivi che vengono calcolati in tempo reale, per convalidare i criteri per le risposte ed i feedback sulla base dei quali apportare le modifiche del sistema di controllo.

Il sistema DAQ di Dewesoft può essere scalato dal test di un singolo grill al test di più grill contemporaneamente. Questa flessibilità rappresenta anche un enorme aumento di efficienza, trasformando un processo precedentemente seriale in uno parallelo. I moduli KRYPTON, grazie alla loro semplicità di cablaggio, possono essere aggiunti o rimossi secondo necessità per soddisfare le diverse esigenze di canali richiesti. Il software DewesoftX si adatta automaticamente ai moduli collegati.

Display flessibili e configurabili dall'utente

Gli ingegneri Traeger hanno sfruttano la capacità di visualizzazione multipla del software DewesoftX per creare uno schermo per ogni griglia in prova. Il display sottostante mostra i parametri chiave che devono essere visualizzati durante il test. I tecnici hanno creato un display separato per ogni griglia potendo così così scegliere di visualizzarlo durante il test. Era anche possibile collegare più monitor e visualizzare ciascun display su uno schermo diverso.

Hanno posizionato i campi di input dell'utente e il comodo pulsante STOP TEST al centro dello schermo, con il grafico del segnale temporale che scorre da sinistra a destra nella parte superiore del display. Se utilizzato un touchscreen, i pulsanti possono essere attivati dalla semplice pressione di un dito. In caso contrario, è possibile utilizzare un mouse e una tastiera per fare clic sui pulsanti e interagire con qualsiasi cosa presente sullo schermo. Tutti gli elementi interattivi e di visualizzazione sono completamente configurabili dall'utente all'interno del software DewesoftX.

Da notare l'immagine della griglia per cottura, con i valori di temperatura digitali mostrati sopra di essa a ricalcare la posizione dove sono state localizzate le termocoppie. Per vedere la prova, se necessario può anche essere acquisito un video per osservare, ad esempio, il movimento di una coclea, o la posizione di una porta.

Gli ingegneri Traeger hanno utilizzato anche un altro display personalizzato per confrontare i risultati e riassumere le prestazioni di tutte le griglie in prova. Le prestazioni ottenute con ciascun setpoint possono essere facilmente confrontate con il modo in cui la griglia ha risposto alle modifiche di progettazione R&D.

E' stato creato anche un altro display in modo che gli ingegneri potessero inserire tutti i loro input e setpoint in un unica interfaccia. Questo permette di risparmiare tempo quando più griglie vengono testate contemporaneamente. Non c'è limite al numero di display e di intere configurazioni che possono essere create e richiamate nel software DewesoftX.

Matematica in tempo reale e offline

Utilizzando il modulo matematico real-time di DewesoftX, i parametri possono essere calcolati e visualizzati in tempo reale. Questa capacità consente agli ingegneri Traeger di risparmiare molte ore di test accelerando notevolmente il processo di ricerca e sviluppo, perché gli ingegneri non devono attendere il termine dei test per post-elaborare i risultati. I risultati vengono calcolati, visualizzati e salvati in tempo reale.

Naturalmente, il software supporta il ricalcolo e l'aggiunta di funzioni matematiche dopo la registrazione. DewesoftX può anche esportare i dati in numerosi formati di dati popolari, quindi non c'è limite a ciò che può essere fatto in post-elaborazione.

Test in condizioni reali

L'esecuzione di test in un ambiente a temperatura controllata è fondamentale per valutare alcuni aspetti delle modifiche del controller. Tuttavia le griglie Traeger vengono utilizzate all'aperto sotto il sole, il vento e la pioggia, ecc.

Salt Lake City si trova a 1.288 metri, quindi gli ingegneri Traeger hanno molta familiarità con neve, ghiaccio, venti e temperature estreme. Sanno anche che uno chef dedicato al barbecue non lascerà mai che un po' di mal tempo lo fermi, neanche nel bel mezzo dell'inverno nelle montagne rocciose. Le loro griglie devono essere testate in tutte le condizioni e in un'ampia gamma di temperature ambientali.

Conclusioni

Che tu sia un intenditore di barbecue, un maestro di grigliate in giardino o qualcuno che ama semplicemente affondare i denti in una tenera costoletta di manzo, speriamo che tu abbia apprezzato la tecnologia e i test che hanno permesso la realizzazione di queste griglie ad alta tecnologia. 

In Dewesoft, siamo felici di lavorare con un team di ingegneri così innovativo. E poi, alla fine di ogni test, c'erano un sacco di cose buone da mangiare!...e gli ingegneri Dewesoft hanno fatto sì che nulla andasse sprecato!