KNX/EIB ABB VAA Ventilantriebsaktor - Ventilsteuerung nicht nachvollziehbar

[Erdmann]

Hallo!

Für mich ist die Ansteuerung der Ventile beim ABB Ventilantriebsaktor überhaupt nicht nachvollziehbar.

Ausgangssituation:

- In den Räumen ist jeweils eine mdt Bedienzentrale Smart 86 installiert. Diese sendet einen %-Wert zur Öffnung des Ventils. Relevante Konfiguration:
--- Stellgröße: stetige PI-Regelung
--- Stellwert zyklisch senden: 10 min

- Der ABB VAA/S12.230.2.1 empfängt den %-Wert. Konfiguration dort:
--- Stellgröße wird empfangen als: 1 Byte
--- Stellgröße verarbeiten als: PWM (pulsweitenmoduliert)
--- Zykluszeit der PWM in s: 1800
--- Öffnungszeit des Stellantriebs in s: 300
--- Schließzeit des Stellantriebs in s: 300

Gemäß Handbuch sollte das nach meinem Verständnis dazu führen, dass bei z.B. einem Wert von 20% das Ventil 6 Minuten lang offen und danach 24 Minuten lang geschlossen ist. Dann wieder 6 Minuten lang offen usw. Wie die Parameter zur Öffnungszeit/Schließzeit verarbeitet werden, habe ich in der Doku nicht gefunden.

Leider ist es offenbar nicht möglich über KNX rauszufinden, ob der VAA das Ventil gerade auf "offen" oder "geschlossen" stellt. Ich habe daher eine Kamera vorm Heizkreisverteiler installiert und die Ventilbewegungen vier Stunden lang aufgezeichnet.

Verlauf Raum 1:

Die mdt Bedienzentrale sendete anfangs 16%, nach 2 Stunden 20%, nach 3 Stunden 26% und in der vierten Stunde schwankte der von der mdt Bedienzentrale gesandte Wert zwischen 26% und 30%. Im Verlaufe der vier Stunden schwankte der Wert immer mal wieder +/- 2%, aber die Gesamtentwicklung war weitgehend linear.

Das zugehörige Ventil:
(hh:mm seit Beobachtungsbeginn) (Art der beginnenden Bewegung) (verstrichene Minuten seit vorherigem Bewegungsbeginn)
0:18 hoch
0:21 runter 3
0:48 hoch 27
0:52 runter 4
1:06 hoch 14
1:17 runter 11
1:42 hoch 25
1:47 runter 5
2:12 hoch 25
2:21 runter 9
2:43 hoch 22
2:49 runter 6
3:14 hoch 25
3:31 runter 17
3:32 hoch 1
3:34 runter 2
3:35 hoch 1
3:42 runter 7
3:44 hoch 2
3:46 runter 2

Die Beobachtung ist etwas ungenau, da optisch nicht klar erkennbar ist, wann das Ventil eine Bewegung beginnt. Aber auf +/- 1 Minute sollte es passen.

Mein Verständnis wäre jetzt erstmal, dass zwischen zwei beginnenden hoch- bzw. runter-Bewegungen 30 Minuten liegen sollten, so wie die PWM-Zykluszeit konfiguriert ist. Aber das passt gerade gegen Ende hin überhaupt nicht. Dort sind die Abstände auch so kurz, dass kein ganzer Hub erfolgt. Das Ventil braucht etwa 5 Minuten zwischen komplett offen und komplett geschlossen.

Verlauf Raum 2:

Die dortige mdt Bedienzentrale sendete zu Beginn 14%, nach 30 min 18%, nach 1 Stunde 24%, nach 1:30 30%, nach 2 Stunden 36%, nach 2:30 42%, nach 3 Stunden 48%, nach 3:30 56% und nach 4 Stunden 60%. Das nur als grobe Orientierung. Tatsächlich wurden alle paar Minuten Werte gesandt, immer mal 2% mehr oder weniger, Tendenz aber so wie beschrieben.

Das zugehörige Ventil:
(hh:mm seit Beobachtungsbeginn) (Art der beginnenden Bewegung) (verstrichene Minuten seit vorherigem Bewegungsbeginn)
0:14 hoch
0:18 runter 4
0:34 hoch 16
0:39 runter 5
0:50 hoch 11
0:57 runter 7
1:06 hoch 9
1:14 runter 8
1:23 hoch 9
1:57 runter 34
1:59 hoch 2
2:11 runter 12
2:12 hoch 1
3:48 runter 96
3:51 hoch 3

Auch hier schaltet der Aktor zeitweise mehrmals innerhalb der vorgesehenen PWM-Zeit von 30 Minuten.
Vollkommen unverständlich ist mir, dass das Ventil zwischen 2:12 und 3:48, also 1,5 Stunden lang, komplett offen war. In dieser Zeit wurden von der mdt Bedienzentrale Werte zwischen 38% und 58% (im Zeitverlauf steigend) gesandt.

Hat jemand einen Erklärungsansatz hierfür?

Danke!!!

[meti]

Nur mal so ins Blaue geraten:

Zykluszeit 30 min Stellwert ca. >33% (gegen Ende deiner Beobachtungen)
dh > 10 min AUF < 20 min ZU

Alle 10 min kommt ein neuer Wert. Der Aktor ist mit seinem AUF zu der Zeit noch nicht mal fertig und der neue Wert (hier Rate ich nur) startet einen neuen Zyklus - der mit AUF beginnt -> es ist lange offen.

Probier doch mal den Ausgang des Aktors mit einem Binäreingang zu loggen und eine fixe Stellgröße periodisch zu senden. Dann sieht man sicher genauer was hier passiert.

[Gast1961]

--- Stellwert zyklisch senden: 10 min

Hat der Aktor so etwas wie einen Notbetrieb, wenn der Stellwert ausbleibt? Wenn ja, welche Zeit ist dafür eingestellt?

[Gast1961]

Hat der Aktor so etwas wie einen Notbetrieb, wenn der Stellwert ausbleibt? Wenn ja, welche Zeit ist dafür eingestellt?

Edit: Gerade im Handbuch nachgeschaut: er hat eine zyklische Überwachung des Stellwertes mit Defaulteinstellung 2 Minuten. Das passt also nicht zu den 10 Minuten die du im MDT-Taster eingestellt hast. Ändere das im Taster mal auf 1 Minute.

[Erdmann]

meti : Danke für die Idee mit dem Binäreingang. Das kann ich mal machen, kann ich aber auf die schnelle leider nicht umsetzen. Ich behalte es im Hinterkopf. Aber letztlich würde mich schon wundern, wenn das das Problem wäre. Der Aktor muss doch so "schlau" sein, bei einem neu eingehenden Telegramm nicht jedesmal von vorne mit dem Zyklus zu beginnen...?

Gast1961 : Ja, man kann eine Überwachung einstellen. Ich habe aber den Parameter "Überwachung der Stellgröße aktivieren" auf "nein" gesetzt. Insofern sollte das keine Rolle spielen. Nach meinem Verständnis würde der Aktor bei aktivierter Überwachung in den dann zu konfigurierenden Notbetrieb gehen, wenn innerhalb der Überwachungszeit kein Signal kommt. Aber wiegesagt: Ist gar nicht aktiviert.

[Gast1961]

Dann sende wirklich mal einen konstanten Stellwert aus der ETS (Wert vom Taster solange trennen) und beobachte was passiert.

[rosebud]

Auch wenn man mich runtermacht: PWM-Zykluszeit 10 s. Zusammen mit einer stabilen Regelung nimmt das Ventil Zwischenstellungen ein, um die Wassermenge zu variieren und die T° konstant zu halten. In "meinen" Anlagen funktioniert das tadellos.

[Erdmann]

Gast1961 : Danke für den Hinweis. Das teste ich jetzt mal. Danach werde ich noch einen weiteren Test machen, bei dem ich zyklisch im einminütigen Wechsel 66% bzw. 68% senden lasse. Mal sehen, was dann passiert.

rosebud : Dadurch schaltet der Aktor ständig. Beeinfluss das nicht die Lebensdauer des Aktors? Zudem habe ich eine Fußbodenheizung, die ist ohnehin recht träge.

[meti]

Diskussionen ob Schnelle PWM Zyklen sinnvoll sind oder irgendwas dabei kaputt geht findest du wenn du einfach nach Beiträgen non rosebud suchst (nix für ungut), die braucht man jetzt nicht nochmal aufwärmen.

[Gast1961]

Dadurch schaltet der Aktor ständig. Beeinfluss das nicht die Lebensdauer des Aktors?

Der Aktor schaltet elektronisch, da gibt es keinen Verschleiss. Ob der Vorschlag von rosebud zu stabilen Ventilstellungen bei Zwischenwerten führen kannst du selbst testen. Festen Wert von 25%, 50% und 75% aus der ETS senden und schauen, wo das Ventil nach 30 Minuten steht.

[givemeone]

Festen Wert von 25%, 50% und 75% aus der ETS senden und schauen, wo das Ventil nach 30 Minuten steht.

Darum geht es bei diesem Prinzip gar nicht. Sondern nur um "mehr oder weniger" bedarf.
Das Ventil geht weiter auf, das Elastomer öfter aufgezeizt wird. 0 und 100% stimmen, dazwischen wird
es etwas ungenau. Da dem PID Regler das relativ egal ist, stimmt das Ergebnis am Schluss meist recht gut.
Ich habe es bei mir wieder geändert, da ich wegen termischem Abgleich meist immer entweder 100% oder 0% benötige,
und nichts dazwischen.

[Gast1961]

Darum geht es bei diesem Prinzip gar nicht. Sondern nur um "mehr oder weniger" bedarf.

Es muss nicht linear sein, aber stabil die Position halten bei festem Stellwert. Die Regelstrecke ist zu träge um ein Wegdriften des Ventils einzufangen, das wird dann zum langsamen Zweipunkregler wenn das Ventil nicht stabil steht! Hatten wir aber alles schon diskutiert im passenden Thread.

[Erdmann]

Inzwischen habe ich getestet:

a) Einmal 66% gesendet und dann nichts weiter gemacht -> Ventil ist wie erwartet 20 min stromführend und 10 min stromlos.

b) Im 150-Sekunden-Zyklus Stellwert 66% gesendet und im 170-Sekunden-Zyklus Stellwert 68%. Start zur gleichen Uhrzeit, d.h. im Verlauf sind die Signale dann zeitlich etwas auseinandergelaufen. Das entspräche Normalbedingungen, bei denen die Temperatur ein wenig schwankt, wodurch der Raumtemperaturregler immer mal ein neues Signal sendet. Ergebnis: Der Stellantrieb geht in ganz kurzen Abständen hoch und runter, ein voller Hub wird praktisch nicht ausgeführt.

c) Zyklisch alle 150 Sekunden 66% gesendet -> Ventil ist 20 min stromführend und 10 min stromlos.

Das deutet wohl darauf hin, dass der Aktor nicht klarkommt, wenn in kurzen Abständen verschiedene Prozentsätze eingehen. Jedenfalls agiert der Aktor so, dass es für mich zumindest nicht auf Anhieb nachvollziehbar ist. Schade... :-(

Danke für Eure Hinweise!

[Gast1961]

Auch wenn es nicht das erwartete Verhalten ist, funktionierte denn die Regelung im Ergebnis? ABB baut diese Aktoren ja nicht erst seit gestern, die werden sich irgendwas dabei gedacht haben.

Mir ist etwas aufgefallen in deinem Eingangspost:

Vollkommen unverständlich ist mir, dass das Ventil zwischen 2:12 und 3:48, also 1,5 Stunden lang, komplett offen war. In dieser Zeit wurden von der mdt Bedienzentrale Werte zwischen 38% und 58% (im Zeitverlauf steigend) gesandt.

Es ist zwar nicht zu erwarten daß das Ventil bei 38-58% komplett öffnet, aber andererseits: trotz voller Heizleistung (Ventil dauerhaft offen!) steigt (!) der Stellwert weiter an, der Regler möchte also noch (!) mehr Heizleistung anfordern. Ist da vielleicht etwas mit den Kanälen vertauscht?

[Erdmann]

Die steigenden Werte der Bedienzentrale lagen daran, dass ich in dieser Zeit in diesem Raum öfter gelüftet habe. D.h. von außen kam kalte Luft rein, wodurch die Raumtemperatur sank. :-)

Ob die ABB-Regelung im Ergebnis funktioniert, um die vorgesehene Temperatur zu erreichen bzw. zu erhalten, kann ich so nicht beurteilen. Dafür hätte ich die Konfiguration über mehrere Tage und bei verschiedenen Außentemperaturen laufen lassen müssen. Es kann natürlich sein, dass sich der ABB-Aktor aufgrund der ständig steigenden Prozentsätze dazu entschlossen hat, erstmal dauerhaft offen zu lassen. Aber das widerspräche dem meines Erachtens eigentümlichen Verhalten, wenn die Ansteuerung zwischen 66% und 68% ständig schwankt.

Ich weiß leider nicht mehr wo, aber bei irgendeinem "Gerät" hatte ich mal gelesen, wie es damit umgeht, wenn während des Zyklus ein neuer (anderer) Wert eingeht. Beim ABB-Handbuch finde ich diese Passage aber gerade nicht.

Zur Info, was eigentlich mein Ausgangsproblem ist: Die mdt Bedienzentrale kann auch PWM regeln. Man kann von dieser entweder 1/0 oder eben den Prozentsatz ausgeben lassen. Mein Ziel war es, sowohl den Prozentsatz zu kennen, mit dem gerade "geheizt" wird als auch den aktuellen Ventilstatus. Das ging erstmal nicht. Wenn ich von der mdt Bedienzentrale einen Prozentsatz auf den Bus schicke, kann ich diesen zwar anzeigen lassen, aber der ABB Aktor lässt mich nicht wissen, ob er gerade das Ventil offen oder geschlossen hält. Wenn ich andersrum von der mdt Bedienzentrale 1/0 schicken lasse, teilt mir der ABB Aktor nicht den Prozentsatz mit, den er umsetzt.

Ich habe es nun so gelöst: Die mdt Bedienzentrale schickt Prozente. Diese gehen an einen mdt Logikbaustein, welcher eine 1/0-PWM draus macht, welche ich an den ABB Aktor sende. Die Prozente lasse ich mir im Display anzeigen und die 1/0 nutze ich für LED an/aus, um zu sehen, ob das Ventil offen oder geschlossen ist.

Dass der ABB Aktor mit oft eingehenden wechselnden Prozentsätzen nicht so umgeht, wie ich es erwartet habe, kam dabei zufällig raus.

Übrigens: Ich habe auch mdt Raumtemperaturregler SCN-RTR55. Diese haben den Vorzug, dass sie zeitgleich sowohl ein 1-Bit-KO für 1/0-PWM als auch ein 1-Byte-KO für den Prozentsatz auf den Bus geben können. Das geht mit der mdt Bedienzentrale scheinbar nicht...