MDT Heizungsaktor: Regelverhalten ohne D-Anteil?

[hjk]

Der D ist nicht implementiert, da er bei einer Raumtemperaturregelung nicht sinnvoll ist. Daher wird er auch nicht kommen.

[DerOptimist]

Der D ist nicht implementiert, da er bei einer Raumtemperaturregelung nicht sinnvoll ist. Daher wird er auch nicht kommen.

OK. Ich verstehe aber nicht, wieso es bei der Raumtemperaturregelung sinnvoll ist, dass der Regler erst dann beginnt den Stellwert anzuheben, wenn die Solltemperatur bereits unterschritten ist (und erst dann begonnen wird, den Boden etc. aufzuwärmen). Mit diesem Verhalten ist es ja vorprogrammiert, dass die Solltemperatur unterschritten wird, wenn die Ist-Temperatur von einem höheren Wert absinkt (was ja nun kein Sonderfall ist, bei Räumen mit anderen Wärmequellen wie Fenster, Backofen, Föhn, Menschen...).
Genau das würde meiner Ansicht nach ein D-Anteil verhindern, wenn er gut eingestellt ist, weil der das Absinken "erkennen" und schon vorher gegenregeln würde.

Wenn du sagt, das kommt nicht, ist das völlig OK für mich, ist schließlich eure Entscheidung. Mir geht es aber um die Frage warum das nicht sinnvoll sein soll bei der Raumtemperaturregelung.

[hyman]

Der Regler "wartet" bis die Temperatur unter die 23 °C gefallen ist und fängt dann an, die Stellgröße langsam von 0% zu erhöhen. Das ist reproduzierbar, egal die schnell das Sinken stattfindet, der Stellwert zuckt erst sobald die 23 unterschritten sind. Dann dauert es natürlich bis der Boden warm wird etc..

Das ist immer ein Problem, wenn die Regelstrecke so träge ist wie eine Fußbodenheizung. Du merkst das schon beim Abregeln: Erst wenn die Sonneneinstrahlung den Raum bereits deutlich überheizt hat, regelt die Heizung ab. Verhindern kannst Du das auch mit einem D-Anteil nicht, weil auch der erst eingreift, wenn es bereits Stunden zu spät ist.

Du kannst das nur verhindern, indem die Sonneneinstrahlung (wie auch ihr Wegfall) bereits vor dem RTR, nämlich bei der Bereitstellung einer geeignet reduzierten Vorlauftemperatur eingreift. Und je träger die Heizung ist, umso früher vor dem Beginn oder Ende der Einstrahlung muss das geschehen -- das geht natürlich nur mit Kenntnis von Sonnenstand und Wettervorhersage (Bedeckungsgrad).

Über die lange Zeit, in der die Temperatur über 23 Grad ist, sammelt der RTR einen hohen I-Anteil auf. Den muss er erst mal wieder abbauen (was er nur durch Sollwertunterschreitung kann) bevor er wieder auf macht. Du kannst das evtl. beschleunigen, indem Du dem RTR einen Betriebsartenwechsel (oder eine hinreichend große Sollwertänderung) schickst. Manche stellen dann den I-Anteil auf Null und fangen wieder mit dem reinen P-Anteil an zu regeln. Im Idealfall tust Du das genau dann, wenn die fallende Temperatur durch die Obergrenze des Proportionalbereichs geht. Das ist die Temperatur, bei der ein reiner P-Regler gerade auf Null Prozent stellt.

Beispiel: Deine Solltemperatur sei 23 Grad, der Proportionalbereich 4 Grad. Durch die Sonneneinstrahlung habe sich der Raum auf 26 Grad aufgeheizt. Stunden später wird es Nacht und der Raum fängt an auszukühlen. Sobald die Temperatur unter 25 Grad fällt, schickt eine geeignete Logik dem Regler kurz mal eine andere Betriebsart (mit stark unterschiedlicher Solltemperatur) und dann wieder die gewünschte. Richtige Reglereinstellung (keine zu kurze Nachstellzeit) vorausgesetzt, wird dann die Stellgröße bei weiterem Absinken der Raumtemperatur von Null aus ansteigen, lange bevor 23 Grad Raumtemperatur ereicht werden. Dies wird um so schneller und mehr der Fall sein, je schneller die Temperatur weiter fällt.

Grüße von Horst

[EugenDo]

kann man sich Stunden mit beschäftigen ... PT2 und co. finde ich auch lustig ...

https://www.uni-due.de/imperia/md/co...rhalten_de.pdf

[DerOptimist]

Mach mal und lass uns an deinen Tests teilhaben.
Grüße Christian

So, inzwischen läuft mein Programm in der Testphase. Aktuell mal im Esszimmer und im Bad. Die letzten Tage hatte es keine so großen Temperaturschwankungen wie zum Zeitpunkt des Diagramms aus meinem ersten Post, aber ich denke man kann das Prinzip und die Funktion trotzdem erkennen (am Zeitraum 22:00 bis 01:00):
heizung_ez_d.png
"Normales" PI-Verhalten wäre, dass gegen 0:30 der Sollwert unterschritten wird, und dann der Stellwert langsam beginnt zu steigen. In dieser Zeit (bis der Stellwert angestiegen ist und sich der Boden langsam aufgewärmt hat) wäre die Raumtemperatur ein Stück unter Soll gefallen.
Jetzt ist es so, dass das Absinken gegen 22:30 den Stellwert zum einen früher und zum anderen schneller ansteigen lässt (ich nehme den Ziel-Wert für den Regler über Sollwertverschiebung hoch, orange Kurve). Dadurch wird das "Unterschwingen" vermieden.

Bei einem Absinken von 25 Grad und kälteren Außentemperaturen wäre das natürlich alles deutlich stärker ausgeprägt, aber ich denke das Prinzip ist sichtbar.

Zur Info, falls jemanden meine Umsetzung interessiert: Ich nutze Home Assistant (ähnlich zu openhab) mit AppDaemon und schaue mir damit alle 5 Minten die Ableitung der Temperaturkurve aus der letzten halben Stunde an. Die multipliziere ich mit einem Faktor (den ich gerade noch optimiere) und habe meine Sollwertverschiebung. Läuft seit ca. 2 Wochen problemlos. Instabilitäten habe ich keine beobachtet, gelegentlich kommt es noch zu kleineren Über- oder Unterschwingern, aber alles vom Niveau her deutlich weniger als die prinzipbedingten Unterschwinger des reinen PI-Reglers.

Mich würde, vor allem nach den Ergebnissen, immer noch interessieren wieso ein D-Anteil bei der Raumtemperaturregelung anscheinend nicht sinnvoll ist, wie es hjk angemerkt hat und ich auch sonst an anderer Stelle lese. Je mehr ich mich damit beschäftige, desto mehr bezweifle ich diese Ansicht.

[squeezer]

So, inzwischen läuft mein Programm in der Testphase. Aktuell mal im Esszimmer und im Bad

Mich würde mal interessieren, wie Du die Heizungssteuerung eingestellt hast. Hintergrund meiner Frage ist, dass meiner Beobachtung moderne Heizungen/ Heinzungssteuerungen (in meinem Fall eine Buderus WPL) eine optimierte Steuerung beinhalten, die eigenständig gemäß Aussentemperatur entscheidet, wann und mit welcher Vorlauftemperatur geheizt wird. Somit kann die Situation entstehen, dass ggf. Stellventile gemäß der Reglersteuerung geöffnet sind, jedoch die Heizung gar keine Leistung liefert.

Die Frage geht natürlich an alle....

Oder aber habt Ihr die Heizungssteuerung auf Zeitprogramm und damit auf Dauerlast gestellt?!?

[DerStandart]

Meine Therme bekommt die prozentualen Werte aller Stellantriebe übermittelt und passt somit die Vorlauftemperatur an. Außentemperatur interessiert da nicht mehr.

[concept]

Mich würde, vor allem nach den Ergebnissen, immer noch interessieren wieso ein D-Anteil bei der Raumtemperaturregelung anscheinend nicht sinnvoll ist, wie es hjk angemerkt hat und ich auch sonst an anderer Stelle lese. Je mehr ich mich damit beschäftige, desto mehr bezweifle ich diese Ansicht.

Es zwingt Dich ja niemand, die eingebauten PI-Regler zu benutzen. Kannst ja alles mit einem externen Regler (Logikmodul oder Server) machen und da mit allen Parametern frei spielen.

[Gast1961]

Meine Therme bekommt die prozentualen Werte aller Stellantriebe übermittelt und passt somit die Vorlauftemperatur an. Außentemperatur interessiert da nicht mehr.

Christoph, das klingt auch interessant. Wenn du mal Langeweile hast wäre das ein Thema für einen eigenen Thread.

Somit kann die Situation entstehen, dass ggf. Stellventile gemäß der Reglersteuerung geöffnet sind, jedoch die Heizung gar keine Leistung liefert.

Denn Fall habe ich mit unserer Gastherme, die zwischendurch in die Warmwasserbereitung schaltet. In Verbindung mit Heizkörpern (=schnelle Reaktion) merkt man schon, wie das die Regelung stört, wenn der I-Anteil hochläuft während vermeintlich nichts passiert (weil noch in Warmwasser-Betrieb) und dann wird's zu warm wenn auf Heizung zurückgeschaltet wird. So schnell geht der I-Anteil dann nicht wieder runter.

[meti]

Christoph, das klingt auch interessant. Wenn du mal Langeweile hast wäre das ein Thema für einen eigenen Thread.

Der ABB Heizungscontroller hat zb. die Möglichkeit eine AT-gesteuerte Heizkurve anhand des höchsten bzw. niedrigsten Stellwerts der Heizungsventile zu verschieben. Falls mans nicht selber basteln möchte.

[DerOptimist]

Es zwingt Dich ja niemand, die eingebauten PI-Regler zu benutzen. Kannst ja alles mit einem externen Regler (Logikmodul oder Server) machen und da mit allen Parametern frei spielen.

Das stimmt, so ähnlich mache ich es ja auch. Ich würde aber gern etwas lernen, und dazu würde ich gern die Argumente für die Aussagen "D-Anteil ist für Raumtemperaturregelung nicht sinnvoll" wissen. Dann kann ich mir eher ne Meinung bilden ob ich bis jetzt etwas nicht kapiert habe oder ob ich anderer Meinung bleibe. Nur hab ich dafür bis jetzt weder hier noch anderswo ein Argument gelesen.

[MatthiasS]

Der D-Regler (D wie Differenziell) ist der Regleranteil, der versucht in die Zukunft zu sehen.
Er beobachtet die Veränderung des Eingangssignal, des Istwertes. Wenn der Istwert plötzlich wegdriftet, dann versucht der D-Regler sofort Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
Er reagiert sofort auf Störungen.

Das kann man z.B. bei Lagereglern gut nutzen. Eine Windbö, die einen Quadrokopter kippt.
Bevor der P-Regler merkt, was los ist, haut der D-Regler sofort dagegen um die ungewünschte Bewegung aufzufangen.
Bei trägen Systemen eher kontraproduktiv: Macht man die Tür des Ofen auf, sackt die Lufttemperatur ab, der D-Regler powert Leistung rein.
Ist die Tür wieder zu, ist die Luft schnell wieder heiß, aber die zusätzliche Leistung, die schon in der Heizspirale steckt, führt zur Temperaturüberhöhung.

[DerOptimist]

Bei trägen Systemen eher kontraproduktiv: Macht man die Tür des Ofen auf, sackt die Lufttemperatur ab, der D-Regler powert Leistung rein.

OK, das ist ein Argument. Meine Raumtemperatur ändert sich normalerweise nicht besonders schnell (durch KWL muss man ja selten lüften). Aber um genau den Effekt zu reduzieren, habe ich meine Sollwertverschiebung (also sozusagen meinen D-Anteil) limitiert, aktuell auf +/- 1,5 K. So kann auf "normale", relativ stetige Änderungen der Raumtemperatur ausreichend reagiert werden, und bei schnellen Änderungen wird nicht überreagiert.
Danke für das Beispiel mit dem Ofen

[Beleuchtfix]

Wird denn dein Sollwert besser eingehalten oder hast du nur den Auslösewert etwas verschoben?
Gruß
Florian

[RKo1979]

Christoph, das klingt auch interessant. Wenn du mal Langeweile hast wäre das ein Thema für einen eigenen Thread.

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Wenn ich es in Erinnerung habe betreibt Christoph ein Viessmann-Gateway. Viessmann nennt das Wärmebedarfsführung. Die Werte der Stellantriebe werden an das Gateway übermittelt und je nach Öffnungsgrad der Stellantriebe wird die Heizkurve innerhalb von Vorgaben, die man setzen kann, angepasst. Eigentlich keine Hochtrabende Wissenschaft.