Steuerung Stellmoter Heizmischer über SPS

[Tiger1978]

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Hallo,

ich habe folgende Frage:

Ich baue zur Zeit ein Haus und will die Heizung selber über SPS steuern.
Ich habe eine Fernwärmeheizung und überall Fussbodenheizung.

Die Vorlauftemperatur von meiner Fussbodenheizung wird über einen Mischer mit Stellmotor (Fabrikat Esbe) geregelt. Jetzt muss ich ja je nach Aussentemperatur die Vorlauftemperatur regeln.
Ich kann aber ja keine feste Kennlinie erstellen bei wieviel Grad Aussentemperautur ich den Mischer auf x% einstellen kann da die Vor und Rücklauftemperatur ja unterschiedlich sein können.
Also muss ich den Mischer ja in Abhängikeit von Aussen und Vorlauftemperatur regeln.

Hat jemand von euch so eine Regelung schon mal Programmiert?

Der Mischer wird ja über Zeit geregelt meiner braucht 120s für 90°.

Über jegliche Hilfe wäre ich sehr dankbar.

 

[IPC Bernhard]

Bei mir läuft so etwas schon ein paar Winter lang.
Ein PT 100 in der Vorlaufleitung, ein PT 100 für die Aussentemperatur.
Der Baustein glaube ich ist der FB 59, dieser ist auch parametrierbar, fast wie ein PID Regler.
Die Kurve ist einfach Aussentemperatur max bis min. und umgekehrt
Vorlauf min bis Vorlauf max.
Es soll ja wenn es draussen kalt ist, drinnen warm sein.
Ich habe ein S7 315 dafür drin.
PT 100 Eingänge und Digitalausgang 2x für Mischer Auf und Zu.
Der Baustein FB 59 gibt ja immer einen Impuls aus, wartet dann wieder
und so weiter. Über die Paramter PID kannst du die Geschwindigkeit, bzw. die aggresivität einstellen.
Das Problem ist nur wenn alle Kreise geschlossen sind dann gibt es keine
Zirkulation mehr und der Regler öffnet und öffnet und öffnet, wenn dann
ein Kreis wieder aufmacht dann kommt ganz ganz heisses Wasser.

Bei mir wir die gesamte Regelung über die SPS gemacht d.h. die PT 100 gehen in die SPS und die Ventile werden darüber dann wieder gesteuert.
Somit weiß ich wenn alle Ventile geschlossen sind. Dann kann ich den
Regler in "Hold" halten.

Gruß
Bernhard

 

[Michael.Uray]

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Also eine gute Variante ist jene, welche Bernhard schon beschrieben hat.
Eine Kennlinie (eventuell 3 Stützpunkte) über die AT (Aussentemperatur) bestimmt den SW (Sollwert) des Heizkreis VL (Vorlauf).
Je kälter es es draussen ist, desto höher wird der SW für den VL.
Der VL selbst wird dann über Mischer Auf und Zu DOs (Digital Outputs) auf diesen ausgerechneten SW hin geregelt oder über eine Analoges Stellsignal (z.b. 4-20mA), je nach Mischtype (vom ESBE gibt es verschiedene Ausführungen).
Mit "über Zeit geregelt" nehme ich einmal an, dass es sich um einen 3-punkt Mischer handelt. Hier solltest du dich an den Baustein Infos von Bernhard halten, da ich mich mit der Siemens leider nicht besonders gut auskenne.

Des weiteren kannst du auch ein SZ (Schaltzeit) programmieren, welche in der Nacht oder bei Abwesenheit die Kennline absenkt oder eine zweite Kennlinie auswählt um Energie zu sparen.

Eine weitere Optimierung sind dann einzelne Raumfühler, welche den SW für die VL Temperatur heben und senken bzw. die Pumpe für den Raum abstellen, wenn die Temperatur erreicht ist, sich länger keiner im Raum befindet, ein Fenster offen ist, eine SZ aktiv ist... Ich denke hier gibt es noch viele weitere Möglichkeiten.

Ebenso würde ich die gesamte Heizung bei erreichen einer gewissen AT abstellen und eine Heizgrenze einprogrammieren, welche den jeweiligen Kreis bei unterschreiten eines gewissen mindes VL SW abstellt (z.b. macht es keinen Sinn, auf einen VL SW von 25°C hin zu regeln).
Der AT Fühler sollte auf der Nordseite des Hauses montiert werden.

Ganz habe ich die Beschreibung mit der Zirkulation von Bernhard nicht verstanden, aber das mag ein Anlagenspezifisches Problem bei ihm sein, wenn er z.B. nur eine ungeregelte Pumpe im Einsatz hat und danach nur Stellmotoren ohne einen Differenzdruckregler (mechanisch) zu den Heizkreisen welche die Leitung drosseln. Dies würde sich über eine automatisch (Elektronik auf der Pumpe) geregelte Pumpe (Pumpe baut immer nur einen eingestellten Differenzdruck auf) verhindern lassen.

 

[IPC Bernhard]

Hallo Michael

die Pumpe ist bei mir schon geregelt. Das Problem ist wenn kein Wasserfluss durch den Mischer erfolgt, weil alle Ventile geschlossen sind,
sinkt die Temperatur nach dem Mischer langsam. Hinter dem Mischer ist aber der PT 100 montiert, dieser sagt dann dem Mischer dass er aufmachen soll.
Wenn nun z.B. Vor- und Nachmittags die Ventile geschlossen sind, weil die Sonne die Zimmer aufwärmt, dann ist bis zum Abend der Mischer ganz auf.
Nun wenn das erste Ventil öffnet kommt das heiße Wasser. Und der Mischer ist normalerweise nicht sooo schnell. Dann kommt wenn das
Wasser zu heiß ist der Sicherheitsbegrenzer. Für die Fussbodenheizung ist ja mehr wie 55 - 60°C das Maximum.

Gruß
Bernhard

 

[Tiger1978]

Hallo zusammen,

also erst mal Danke für eure ausführlichen Antworten.

Ich habe das mit dem FC58 mal getestet und es funktioniert soweit das wenn ich einen Sollwert vorgebe der Baustein solange regelt bis der Istwert erreicht ist.
Was allerdings eventuell ein Problem ist das die Software ja nicht weiß auf wieviel % oder ° mein Mischer momentan steht. Es wird immer je nach eingestellter Abtastzeit und Totzone der Mischer kurz aufgemacht bzw. zugemacht.
Wenn aus irgendeinem Grund nicht genug Vorlauftemperatur da ist aber der Sollwert eine hohe Temperatur fordert macht der Mischer immer weiter auf und weiß nicht wo sein Endanschlag ist.
Gibt es irgendeine Möglichkeit dies zu überwachen (die Zeit wo auf bzw. zu gemacht wird addieren und dann melden Mischer ist ganz auf bzw. zu.)
Und gibt es keine Resetmöglichkeit das der Mischer eine bestimmte Zeit zu fährt und dann wieder von vorne anfängt.

@IPC Bernhard könntest du mir deine Software eventuell zukommen lassen?

 

[Michael.Uray]

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Hallo,

also dem Bernhard sein Problem habe ich jetzt verstanden. Die einfachste Lösung wäre hier vermutlich ein kleiner Bypass nach dem Mischer (eventuell mit einem thermisch gesteuerten Ventil) welcher immer einen minimalen Durchfluss über den Mischer garantiert.

@Tiger1978:
Da hast du Recht, der Mischer würde immer wieder mit AUF angesteuert werden, auch wenn dieser schon ganz offen ist. Grundsätzlich ist dies kein Problem, da diese erstens nicht oft vorkommen wird und zweitens die Relais für die Ansteuerung so hohe Schaltspiele haben, dass dies kein Rolle spielt.

Du könntest natürlich softwaremäßig die Position über die AUF/ZU Zeiten bestimmen, aber besonders genau wird das nicht werden und du müsstest den Mischer dann auch immer wieder eine Kalibirierfahrt machen lassen, damit er dann von einer definierten Position startet.
Wirklich vernünftig lösen könntest du so etwas nur mit einer Hardware Rückmeldung des Mischers (Endlagenschalter, Poti, Stromsignal..).

lg.
Michi

 

[controlmyhome]

Altes Thema, neue Idee...

Weil ich selbiges Problem auch auf mich zukommen sah, habe ich folgendes überlegt:

Meine Raumthermostate steuern die Ventile mit 230V an. Das ist quasi eine seeeehr langsame PWM.

Mit einem 230V Relais greife ich das an einem Raum ab und gebe das Signal auf die SPS.

Dort errechne ich den Tastgrad in %.

Mit sinkendem Tastgrad schließen die Ventile.

Unterhalb eines gewissen Tastgrades sperre ich die Mischer Fahrtrichtung "Auf", sodass der Vorlauf nicht oder nur wenig wärmer werden kann.

Erst wenn das Raumthermostat mehr Wärme anfordert, also den Tastgrad erhöht, wird die Fahrtrichtung wieder freigegeben.

Zwischen Sperre und Freigabe liegt eine kleine Hysterese damit die zwei Regelkreise sich nicht so leicht gegenseitig aufschwingen.


Diese Art der Überwachung würde es auch ermöglichen, die Vorlauftemperatur immer soweit abzusenken, dass der Tastgrad bei annähernd 100% liegt.

Also Ventile ganz geöffnet, was geringere Strömungsverluste bedeutet und die geringstmögliche Vorlauftemperatur.

Dazu müsste man vielleicht aus mehreren Räumen in der SPS eine Max-Auswahl bezüglich des Tastgrades treffen.


Jetzt weiß ich bloß noch nicht, wie ich meine 0-10V regelbare Heizkreispumpe sinnvoll ansteuere.

Ist vielleicht eine Regelgröße zuviel...

 

[Blockmove]

Ich bin auch dabei sowas in der Art zu testen.
Allerdings habe ich Homematic-Raumthermostate und diese übermitteln die aktuelle Ventilstellung.
Die Umsetzung erfolgt über IP-Symcon.
Für die aktuelle Heizperiode habe ich mal alle Soll- und Isttemperaturen und die Ventilstellungen mit protokolliert.
Dazu die Ergebnisse meines Scripts zur Vorlauftemperaturberechnung.
Momentan liefert mein Script keine großartig anderen Ergebnisse als meine witterungsgeführte Standard-Heizungsregelung.
Ich warte jetzt mal das Frühjahr ab und schaue ob ich dann die Heizungssteuerung wirklich dann darüber steuere.

Gruß
Blockmove

 

[controlmyhome]

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Nachtrag:

Ich beschicke die Fußbodenheizung aus einem Pufferspeicher, weshalb nachfolgendes auf mich nicht zutrifft.

Wer jedoch seine FBH direkt aus einem Brennwertkessel beschickt, der könnte durch oben genannte Methode seinen Brennwerteffekt maximieren indem er die Feuerungstemperatur minimiert.

Die Verbesserung resultiert daraus, dass der Wasservolumenstrom immer nahe am Maximum gehalten wird, während die Vorlauftemperatur minimiert wird.

Die Leistung kommt dann tendenziell mehr aus dem Volumenstrom als aus dem Delta-T und die Rücklauftemperatur steigt mit sinkender Vorlauftemperatur bei gleichbleibender Mitteltemperatur - denn letztere wird durch den Leistungsbedarf bestimmt und ist nicht beeinflussbar es sei denn, man ändert die gewünschte Raumtemperatur (oder das Wetter ).

Ob der Einspareffekt nennenswert ausfällt ist natürlich unmöglich pauschal zu beantworten weil ja die Ausgangssituation individuell ist.

 

[emilio20]

Hallo
ich habe das bei mir folgendermaßen gelöst.

Heizungssteuerung
Die Heizung setzt sich zusammen aus einem Buderus Ölbrenner und einem Holzvergasserkessel mit Pufferspeicher. Geregelt werden Fußbodenheizung und Heizkörperheizung über zwei Mischer. Die Vorlauftemperatur der beiden Mischer wird in abhängigkeit von Auß- ,Innentemperatur und Heizkurve geregelt. Die Pumpen werden nach ablauf einer Zeit und erreichen der Raumtemperatur abgeschälten . Dies spart zusätzlich Strom.
Intelligente Umschaltung zwischen Öl/Holzbetrieb.
Wenn beispielsweise der Pufferspeicher zu kalt für die Brauchwasseraufbereitung ist wir auf Ölbetrieb umgeschalten bis die Brachwassertemperatur erreicht ist.
Ist der Puffer noch warm genug für den Heizbetrieb wird anschließend wieder in den Holzbetrieb gewechselt.
Der Holzvergasserkessel wird über einen Glühdraht vollautomatisch gestartet wenn der Pufferspeicher kalt ist oder eine startzeit eingestellt wurde.