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Vorlauftemperatur mit KNX Motorstellantrieb regeln

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    Vorlauftemperatur mit KNX Motorstellantrieb regeln

    Hallo zusammen,

    ich habe mich mittlerweile durch unzählige Beiträge und Themen gelesen, komme aber irgendwie einfach nicht zur Lösung.

    Vermutlich liegt es daran dass mein Vorhaben nicht ganz sicher und typisch ist. Es handelt sich allerdings nur im eine Übergangslösung bis Geld für eine neue Heizung angespart ist.

    Ich würde mich freuen, wenn trotzdem jemand hilfreiche Tipps für mich hat, die mit meiner Hardware auch umsetzbar sind.

    Mein Ziel ist es die Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung über einen KNX Motorstellantrieb zu regeln (am liebsten Außentemperaturabhängig). Ich habe mir dafür den EVO-KNX HAKL-1R zugelegt. An das Heizungsrohr vom Vorlauf habe ich einen Anlegefühler MDT SCN-PTAN3.01 angebracht. Dieser misst die aktuelle Vorlauftemperatur, welche ich über den MDT SCN-RT2UP.01 Temperaturregler auslese. Die Regelung läuft momentan auch über den MDT Temperaturregler.
    Da es nur eine Übergangslösung ist, hat der Rücklauf der Fußbodenheizung einen Bypass zum Vorlauf. Hier wird dann der Rücklauf mit heißem Wasser aus der Heizungsanlage vermischt, um die gewünschte Vorlauftemperatur zu erreichen. Ich hatte zuerst ein herkömmliches Heizkörperthermostat mit Anlegefühler montiert, über das dann die Temperatur eingestellt wurde. Das hat auch erstaunlich gut funktioniert, allerdings sind die Schwankungen im Rücklauf natürlich nicht ausgeregelt worden.
    Jetzt habe ich das ganze auf den motorischen Stellantrieb umgerüstet. Die Regelung funktioniert auch so wie sie soll, bis dann die Solltemperatur erreicht ist. Das System ist natürlich extrem schnell, da entweder heißes Wasser hinzugegeben wird oder eben nicht. Den Zyklus kann ich nur auf eine Minute herunter stellen, was ja auch sinnvoll ist um den Bus nicht unnötig zu belasten. Nun zu meinem Problem: Sobald die Solltemperatur erreicht ist sendet der Regler einen Stellwert von 0% an das Stellventil. In der Theorie so ja auch richtig. Dieser Wert liegt dann natürlich für die eine Minute Zykluszeit an. Das heißt es wird für eine Minute kein heißes Wasser in den Rücklauf gemischt. Wenn jetzt viele Heizkreise am heizen sind, fällt die Vorlauftemperatur natürlich bis auf die Temperatur des Rücklaufs zurück, da ja für eine Minute kein heißes Wasser beigemischt wird. Ich möchte dem Stellventli ungern einen minimalen Stellwert vorgeben, weil dass ja dann eigentlich auch keine Regelung ist und das Minimum sind da auch 5%, was teilweise schon zu viel sein kann (kein Heizkreis fordert Wasser an, herkömmliche Ölheizung mit 70 °C Kesseltemperatur). Gibt es eine Möglichkeit dem Stellventil zu sagen, bei Erreichen der Solltemperatur nicht direkt auf 0% zu schalten sondern stetig runter regeln? Ich hab leider bei all meinen Recherchen nichts in diese Richtung finden können.

    Als Sicherheit habe ich noch einen Anlegefühler am Vorlauf montiert, der bei Erreichen einer zu hohen Vorlauftemperatur die Pumpe abschaltet.

    Falls noch Infos fehlen oder ich Screenshots von etwas machen soll, wäre das natürlich kein Problem.

    Über Hilfe wäre ich extrem dankbar!



    Liebe Grüße
    Jan

    #2
    Normalerweise hat eine Regelung auch einen Integralanteil, der die Abweichung mal Zeit bewertet und damit die Regelung etwas dämpft. Schau mal ob du einen PI Regler einstellen kannst, und dann musst du die Werte für eine sehr schnelle Regelung eingestellen.
    Viel Erfolg, Florian

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      #3
      Hallo Florian,

      danke für die schnelle Antwort!

      Ich habe eine stetige PI-Regelung parametriert, das hilft aber leider auch nicht gegen das Problem.

      Kann es an den eingestellten Werten liegen? Habe den P-Anteil auf 5 K gestellt und den I-Anteil auf 15 Minuten.

      Gruß Jan

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        #4
        Ich würde mal versuchen, als Spreizung die maximale Differenz zwischen vor und Rücklauf zu nehmen, die sich so, ich denke, du öffnest zu weit und dann musst du zu stark gegenregeln, das ist aber eine reine Bauchentscheidung.
        Viel Erfolg, Florian

        Kommentar


          #5
          Ich steuere auch so einen Mischer per knx. Jedoch mit einem software+ligikbaustein, weil mir die hardwarwbausteine nicht schnell genug waren. Dass ein PI regler 0 sendet beim erreichen des soll Wertes, halte ich für falsch. Er sollte danach das Ergebnis belassen und nur noch fein gegensteuern, wenn sich die Temperatur ändert.
          in meinem System hatte ich zu anfangs jedoch ca. 500-700 Stellbewegungen M Mischer pro Tag. Das ollte ich optimieren und habe. Den PID Regler anpassen lassen, um die zulauftemperatur (von der Heizung zum Mischer) mit einzubeziehen. Denn w enn diese nicht konstant ist stört das jeden normalen PId Baustein. Nach vielen Optimierungen habe nich aktuell ca. 50-75 Stellbewegungen pro Tag.

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            #6
            Hallo Jan,

            Zitat von Rollescf Beitrag anzeigen
            Den Zyklus kann ich nur auf eine Minute herunter stellen, was ja auch sinnvoll ist um den Bus nicht unnötig zu belasten. Nun zu meinem Problem: Sobald die Solltemperatur erreicht ist sendet der Regler einen Stellwert von 0% an das Stellventil. In der Theorie so ja auch richtig.
            Nein, an dieser Regelung ist schon theoretisch nichts richtig. Warum gibt es bei einem proportionalen Stellantierb überhaupt eine Zykluszeit? Oder was sonst meinst Du mit Zyklus? Das Ding soll jedenfalls stetig, nicht schaltend, angesteuert werden. Und wenn es dann mit einer bestimmten Stellgröße die Solltemperatur erreicht hat, soll es die halten.

            Zitat von Rollescf Beitrag anzeigen
            Gibt es eine Möglichkeit dem Stellventil zu sagen, bei Erreichen der Solltemperatur nicht direkt auf 0% zu schalten sondern stetig runter regeln?
            Ja, natürlich. Du musst die Regelung auf "stetig" stellen, nicht Zweipunkt und nicht PWM. Hast Du ja angeblich schon, aber prüf das nochmal. Bei stetig gibt es keine Zykluszeit. Wenn Dein Regler wirklich schon auf stetig eingestellt ist, dann schwingt er gnadenlos. Wundert mich nicht bei 5 Grad Proportionalbereich -- der muss eher das Zehnfache sein. Klingt komisch, ist aber so. Der Regler muss mit abregeln anfangen, lange bevor die Solltemperatur erreicht ist.

            Fang mal mit Proportionalbereich 50 Grad an und schau, ob der Regler dann nicht mehr schwingt. Wenn immer noch --> größer. Wenn nicht mehr --> in moderaten Schritten kleiner.

            Wenn das soweit schwingungsfrei tut, dann wird die Regelung wahrscheinlich etwas träge sein. Das kannst Du mit einer kürzeren Nachstellzeit verbessern. Bei mir liegt die in einem vergleichbaren Fall im Bereich weniger Minuten.

            Der Vorschlag von givemeone ist Kür. Brauchst Du aber gar nicht erst probieren, bevor Du nicht unter 500 Verstellbewegungen pro Tag bist...

            Grüße von Horst
            Zuletzt geändert von hyman; 21.12.2021, 10:43. Grund: Tippfehler korrigiert

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              #7
              Hallo Horst,

              mit dem Zyklus meinte ich die Zeit wie oft der Temperaturregler einen Sollwert an den Stellantrieb sendet. Ich habe einen stetigen PI-Regler parametriert. Mit den Werten scheint es schon ein bisschen besser zu funktionieren und auch nicht mehr direkt auf 0% zu fallen. Ich kann bei dem MDT-Regler leider nur einen maximalen P-Anteil von 20 K und einen minimalen I-Anteil von 15 Minuten einstellen.

              Ich würde vielleicht nochmal probieren die Regelung direkt vom Motorstellantrieb durchführen zu lassen. Das würde dann die Übertragung vom MDT Regler an den Stellantrieb überflüssig machen. Er müsste lediglich die Temperatur an den den Stellantrieb senden.

              Ganz lieben Dank für Eure Hilfe!! Ich glaube wir kommen dem Ziel ein bisschen näher

              Gruß Jan

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                #8
                Zitat von Rollescf Beitrag anzeigen
                Ich kann bei dem MDT-Regler leider nur einen maximalen P-Anteil von 20 K und einen minimalen I-Anteil von 15 Minuten einstellen.

                Ich würde vielleicht nochmal probieren die Regelung direkt vom Motorstellantrieb durchführen zu lassen. Das würde dann die Übertragung vom MDT Regler an den Stellantrieb überflüssig machen.
                Ist schon klar, warum das so ist: Sind ja beide eher für Heizkörper - oder FBH-Regelung gedacht ... da reicht das locker.

                Nimm den von den Reglern, der mehr P-Bereich kann.
                Zuletzt geändert von hyman; 30.03.2021, 10:28.

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                  #9
                  .. das war auch einer meiner Gründe, das in einen Logikbaustein (aus Software) zu verschieben.

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                    #10
                    Hallo,

                    ich hatte in 2015 eine ähnliche Anwendung und versucht die FBH-Vorlauftemperatur über den SCN-RT2UP.01 zu regeln. Ich war anfangs am Verzweifeln und vermutete zunächst ein hydraulisches Problem oder Luft in der Anlage.

                    Aus meiner Sicht wurden die Telegramme an den Stellantrieb vom SCN-RT2UP.01 verzögert ausgegeben. Dadurch kam es zu starkem Überschwingen. Für mich sah es so aus, das hier ein interner Fehler vorlag.

                    Ich habe dann bei MDT angerufen. Der Mitarbeiter dort sagte mir das der Regler nur für Raumtemperaturregelung konzipiert sei und nicht für schnelle Prozesse. Die Antwort hat mich allerdings nicht zufrieden gestellt, musste aber damit Leben.

                    Danach habe ich nur noch das Temperatursignal vom SCN-RT2UP.01 verwendet. Mit einem "Mathematischen Job", im EIB-Port V3, habe ich eine reine P-Regelung realisiert und war damit einigermaßen zufrieden.

                    Jetzt möchte ich die Regelung verbessern. Es gibt inzwischen KNX-Stellantriebe mit integrierten PI-Regler. Aber nach durcharbeiten der Beschreibungen scheinen diese auch nur für Regelungen im Bereich der üblichen Raumtemperaturen vorgesehen so sein.

                    Bevor ich mich an die Arbeit mache, eine kompletten PI-Regler im EIB-Port zu realisieren wäre ich für Hinweise dankbar.

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                      #11
                      Ich hab mir das ganze in EDOMI bzw sogar im MDT Logic Modul nachgebaut.:

                      Zyklisch:Wenn IST Temperatur höher als Soll-Hysterese dann Mischer(Oder in deinem Fall Stellmotor) -1%+diff Soll/Ist
                      Zyklisch:Wenn IST Temperatur niedriger als Soll+Hysterese dann Mischer +1%+diff Soll/Ist
                      Trifft nichts von beidem ein bleibt der Mischer wie er ist
                      in meinem Fall hab ich eine Hysterese von 1k und eine Zykluszeit von 120s
                      Betrieben wird das ganze an einem MDT Universalaktor.
                      Angehängte Dateien

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                        #12
                        Hallo Peterich,

                        danke für den Hinweis. Klingt nach einem reinen I-Regler.

                        Ich habe allerdings "Einspritzschaltungen". Wenn die vorgeschaltete Pumpe nach Warmwasserbereitung wieder einschaltet gäbe es eine Temperaturspitze, weil das Ventil ganz geöffnet ist. Dann könnte der Temperaturwächter bereits angesprochen und die Pumpe abgeschaltet haben, bevor das Ventil schließt.

                        Forderung: ein P-Regler greift sofort, ohne eine Zykluszeit und der I-Regler eliminiert die bleibende Regelabweichung.

                        Einen PI-Regler habe ich mehrfach mit der Siemens Logo (und KNX- Schnittstelle) umgesetzt und erprobt. Schön wäre es einen bereits erprobten PI-Regler zu finden der im Temperatursensor oder im Stellantrieb integriert ist und gleichzeitig Temperaturen bis 60°C ausregeln kann.

                        Mit dem SCN-RT2UP.01, zumindest mit Stand 2015, ist dies nicht möglich.

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                          #13
                          Zitat von Adolf Niedermeyer Beitrag anzeigen
                          Ich habe allerdings "Einspritzschaltungen". Wenn die vorgeschaltete Pumpe nach Warmwasserbereitung wieder einschaltet gäbe es eine Temperaturspitze, weil das Ventil ganz geöffnet ist. Dann könnte der Temperaturwächter bereits angesprochen und die Pumpe abgeschaltet haben, bevor das Ventil schließt.
                          Gut dieses Problem habe ich bei mir nicht ich habe die Komplette Steuerung der Heizung über KNX geregelt und die Pumpen können gleichzeitig laufen.
                          Du könntest höchstens mit einem 230v BE überwachen wann die Pumpe läuft und die Steuerung, für die Zeit in der die Pumpe nicht läuft Blockieren.

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                            #14
                            Zitat von Adolf Niedermeyer Beitrag anzeigen
                            Forderung: ein P-Regler greift sofort, ohne eine Zykluszeit und der I-Regler eliminiert die bleibende Regelabweichung.
                            Noch ein Hinweis, falls Du den Regler doch selbst implemtieren musst/möchtest und die Anwendung kritsch auf zu hohe Ansteuerwerte reagiert.
                            Typischerweise ist die Stellgröße am Reglerausgang begrenzt (natürlich oder künstlich). Um zu vermeiden, das ein zu hoher I-Anteil (der ggf. im Hintergrund hochgelaufen ist) beim Eingriff des Reglers stört, macht es Sinn den I-Anteil auch ohne P-Anteil auf den Wert zu begrenzen, das mit der I-Verstärkung nur die begrenzte Stellgröße ausgegeben wird.
                            Klingt jetzt kompliziert, ist aber ganz einfach umzusetzen und sorgt dafür, das der I-Regler sofort wieder arbeitet und der P-Anteil ebenfalls sofort wirken kann.
                            Gruß Bernhard

                            Kommentar


                              #15
                              Zitat von Adolf Niedermeyer Beitrag anzeigen
                              Mit dem SCN-RT2UP.01, zumindest mit Stand 2015, ist dies nicht möglich.
                              Bei meinem SCN-RT2UP.01 lässt sich ein erweiterter Solltemperaturbereich bis 100°C aktivieren.
                              Ggf. einfach mal die Applikation updaten.
                              Gruß Bernhard

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