PI Regelung mit und ohne Pwm

[Ero]

Guten Morgen.

Thema Heizung:

Laut dem was ich durch lesen verstanden habe gibt es 2 Reglerarten zum Regeln der Heizungen über Knx?

2 Punkt Regelung und PI Regelung.

2 Punkt habe ich verstanden, ist die Klassische Regelung die sonst Konventionell über RTR realisiert wurde.

Pi Regelung ist mein Problem zum verstehen.

Es gibt ja beim Hager Heizungsaktoren PI mit und ohne Pwm?

Brauche ich Pwm, wenn ich Thermische Stellmotoren habe und PI ohne Pwm, wenn ich Elektrische Stellmotoren habe? Wie funktioniert das Prinzip generell?

Wird beim Thermischen Stellmotoren durch Pwm so gesehen duch schließen und öffnen eine PI Regelung dargestellt oder wie muss ich mir das vorstellen?

[Gast1961]

P oder PI beschreibt den der Regelalgorithmus.

Bei Proptionalregelung (P) wird der Stellwert nach der Differenz zwischen Ist- und Sollwert berechnet. Problem dabei: ist der Sollwert erreicht wird der Stellwert zu Null und die Heizung ist aus und es wird langsam kälter, bis durch die Temperaturabweichung der Sollwert wieder ansteigt und wieder geheizt wird.

Deshalb fügt man dem Regler einen Integralanteil (I) hinzu, der auch bei kleinen Abweichungen einen mit der Zeit ansteigenden Stellwert bewirkt. Der I-Anteil sorgt dafür, daß auch bei Erreichen der Solltemperatur weiterhin geheizt wird, genau im richtigen Maß um die Temperatur zu halten.

PWM oder Motorregler hat damit nicht direkt zu tun. Auch ein thermoelektrischer Antrieb kann über die PWM die Heizleistung in Zwischenstufen (0-100%) dosieren, je nach Zeitanteil mit dem er öffnet/schliesst. Durch die Trägheit des Heizungssystems funktioniert das.

[Ero]

Danke Volker

[Ero]

Die Erklärung für P und I habe ich verstanden. Danke nochmal an der Stelle.

Die Sache mit dem Pwm hackt noch.
Wann und wieso benutze ich nochmal Pwm?

Ist das richtig, wenn ich die sogenannten Knx Stellmotoren benutze, dann wird pwm nicht benötigt weil diese über die sogenannte Stetig befehle bekommen?
Wie du merkst habe ich noch Verständnis Probleme in dem Gebiet

[Gast1961]

Wird beim Thermischen Stellmotoren durch Pwm so gesehen duch schließen und öffnen eine PI Regelung dargestellt oder wie muss ich mir das vorstellen?

Ja, der vom PI-Regler berechnete Stellwert 0-100% wird durch die PWM realisiert. Also 50% Stellwert umgesetzt, indem die Ventile für die Hälfte jedes PWM-Zyklus öffnen.

Die Sache mit dem Pwm hackt noch.
Wann und wieso benutze ich nochmal Pwm?

Das ist eine Möglichkeit, einen mittleren (effektiven) Wert einzustellen durch EIN/AUS.

Ein einfacher thermoelektrischer Antrieb ist nicht dafür gemacht, stabile Zwischenstellungen zu halten. Dafür würde man aufwändigere Elemente benötigen die ihre Position intern messen und regeln können. Daher PWM.

Ist das richtig, wenn ich die sogenannten Knx Stellmotoren benutze, dann wird pwm nicht benötigt weil diese über die sogenannte Stetig befehle bekommen?

So ist es.

[xrk]

Falls dein Stellantrieb nur Ein/Aus (d.h. kein Analogwert) für Stellgröße empfangen kann, benötigst Du Puls-Weiten-Modulation (PWM), dass den Analogwert zu Zeitmodulierten Pulsweitensignal konvertiert.

[Ero]

Eine Letzte frage hätte ich noch, Die MöhlenhofAlpha 5 Stellmotoren haben laut Information eine Schließ und Öffnungszeit von 3 Minuten. Welche Zeit macht dafür in der Ets zum Einstellen sinn?

[xrk]

Werte zwischen 10 Minuten und 1 Stunde wären hier gängig. Falls es dabei um Fußbodenheizung (FBH) handelt, kannst Du auch relativ große PWM-Periodendauer wählen, da FBH sehr träge ist.

Entscheidungshilfe: die kürzer die Periodendauer, die mehr Bewegung werden die Stellmotoren an Ventilen verursachen (Verschleiß/Flussgeräusche im Ventil), andersherum die länger die Periodendauer, die mehr Oszillationen (=Überschießen/Unterschießen von Sollgröße) wird Ausgangssignal (=Fußbodentemperatur/Istgröße) beim Regeln haben.

[Ero]

Was bedeutet jetzt die 3 Min vim Alpha 5 Stellmotoren Konkret?
Kannst du mir mit einem Beispiel erklären, wie sich die Pwm Zeit bei 10 Min und wenn ich 15 Min einstelle auf die Regelung wirkt? Es ist Fussbodenheizung.

[xrk]

Das bedeutet das die Stellantriebe 3 Minuten benötigen um den Ventil zu öffnen vom geschlossenen zustand und umgekehrt wieder 3 Minuten benötigen um Ventil vom voll geöffneten Zustand komplett zu schließen. D.h. vom voll geschlossenen Ventil zu voll geöffneten Ventil und zurück zu voll geschlossenen Ventil vergehen mindestens 6 Minuten.

PWM hat zwei Parameter - Periodendauer und Pulsdauer. Periodendauer wird in Zeit angegeben, Pulsdauer in Prozent und zeigt an wie viel Prozent vom Periodendauer der Ausgang den logischen 1 (typischerweise den "Spannung an" Zustand) hat.

Wie themoelektrische Stellantriebe funktionieren, kann man hier nachlesen.

[lobo]

Na ja - wenn das Ding z.B. 3 min zum aufmachen und 3 min zum Zumachen benötigt, dann geben diese 6 Minuten während eines Zyklus eine undefinierte Durchflussmenge. Anders ausgedrückt: bei einer Zykluszeit von 10 min ist die hälfte der Zeit der Durchfluss etwas anderes, als vermutet. Danach könnte z.B. ein (zeitlich gemittelter) Durchfluss von eingestellten 50 % in der Realität tatsächlich 40 oder 60 % Durchfluss haben. Die Zahlen habe ich nur so als Beispiel geraten.

Wenn Du aber eine Zykluszeit von 1 Stunde einstellst, macht sich diese Öffnungs- und Schließzeit schon viel weniger bemerkbar und der tatsächlich Durchfluss wird viel mehr dem theoretischen entsprechen. Eine lange Zykluszeit bewirkt aber auch, dass sich Änderungen in der Regelung entsprechend später auswirken.

Die Abweichung zwischen theoretisch eingestelltem und Tatsächlichem Durchfluss ist aber nicht sooo dramatisch, da diese Fehler innerhalb der Regelstrecke sind und daher wieder im Laufe der Zeit ausgeglichen werden ... spich: im ausgeregelten Zustand stellt der Regler halt (automatisch) mehr oder weniger Ventilstellung ein, um das Ziel einer exakten Temperatur zu erreichen.

Eine Besonderheit ist jetzt noch eine besonders kurze Zykluszeit, die kleiner ist, als die Zeit zum Öffnen oder Schließen des Ventils. Das führt dann im Idealfall zum "Schweben" der Ventile auf einer Zwischenposition. Hier gibt's einige, die die Ventile auf diesem Modus betreiben und ich meine mich erinnern zu können, dass auch Gira da schon in gewissen Fällen eine Empfehlung ausgesprochen hat. Da die Kennlinie zwischen theretischem und tatsächlichem aber sehr unlinear ist, halte ich persönlich nicht all zu viel von dieser Methode, auch wenn das von Einigen hier wohl sehr erfolgreich betrieben wird ...

Viele Grüße,

Stefan

[xrk]

Zu den nicht-linearität kommt noch dazu dass der Stellantrieb voll zu und voll auf, nicht linear zu Ventil Durchfluss auf und zu abbildet. Was ich häufig gesehen habe, dass Öffnung bei 0-5% Pulsdauer passiert, maximaler Durchfluss allerdings schon zwischen 15 und 50% Öffnung erreicht wird.