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Thema: Frage an Heizungsprofis

  1. #1
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    Hallo Gemeinde,

    ich möchte meine Heizung (Öl/Festbrennstoffkessel, Warmwasser, Mischer, 2 Puffer) über meine SPS steuern. Gründe dafür sind das Vorhandensein von einigen Reglern, die ich komplett durch die SPS ersetzen möchte. Außerdem nervt das hastige Regeln des Mischers durch die jetztige Steuerung. Die regelt auf, auf, auf - bis sie merkt, dass die Vorlauftemp. zu warm wird, dann zu, zu, zu (wartet nicht lange genug), wieder zu kalt und wieder auf Periode. Das Konzept der Heizung (hydraulisch und thermisch) ist ausgereift, es funktioniert alles einwandfrei. Wie geschrieben, die vielen einzelnen Komponenten müssen weg. Ich habe vor, eine analoge Eingangskarte mit PT100 Multiplexer zu verwenden (hätte also 8 AI mit PT100)

    Punkt 1:
    Regelung Ladepumpe.
    Derzeit regle ich ein Thermostat mit Hand. Beim Anfeuern stelle ich es auf 50 Grad, dass der "kleine" Ofen-Kreislauf zum Laufen kommt. Ab 55 Grad öffnet ein 3-Wege-Ventil den Heizungskreis und die Rückläufe (Heizung bei Heizbetrieb/WW-Ladung und der Pufferausgang) werden in den Holzofen geleitet, der Ausgang des Ofens wird in eine Kurzschluss-Strecke in den Puffer geleitet, sodass er erstens die Heizkörper (über Mischer) bedient und bei Überschuss den Puffer läd. Ich regle später das Thermostat auf 80 Grad hoch.
    Ich dachte mir an die Feste Einschalttemperatur von 50 Grad über die SPS. Dann würde ich die Ladung erst wieder ausschalten, wenn die Ladetemperatur sinkt. Eine Idee wäre noch der Vergleich mit der Temperatur eines Puffers. Wenn die größer ist als die Ladetemperatur, dann würde ich die Ladepumpe ausschalten. Maximale Temperatur muss natürlich beachtet werden, da sonst der Ofen sich mit Kaltwasser selbst kühlt wenn er seine Wärme nicht wegbekommt. Vielleicht hat ja jemand diesbezüglich ein Konzept. (normale Heizkörper, Einfamilienhaus)

    Punkt 2:
    Entscheidung Rücklauf zu Öl bzw. Puffer/Holzofenkreis
    Derzeit regelt eine separate Regelung mittels Anlegefühler, ob die Temperatur am Ölheizungsausgang größer ist als die des Puffers. Dementsprechend wird der Rücklauf geleitet, um die Ölheizung nicht den Puffer heizen zu lassen. Der Pufferkreislauf läuft übrigens durch die Ölheizung durch, um diese glauben zu lassen, dass die Temperatur ausreicht und sie nicht heizen muss.
    Den Fühler am Vorlauf brauche ich ohnehin wieder, um den Mischer zu bedienen. Ich würde also einfach in diesem Fall die errechnete benötigte Temperatur mit der Vorlauftemperatur/Puffertemperatur vergleichen. Wird diese unterschritten, wird automatisch der Brenner gezündet und das Dreiwege-Ventil auf Ölbetrieb umgeschaltet. Vielleicht gibt es dazu auch Meinungen.

    Punkt 3:
    Mischerregelung
    Ein Außentemperaturfühler und Vorlauffühler geben mir Werte (sollen noch). Ein Wochenprogramm soll natürlich im Hintergrund laufen. Am besten eines, welches nicht nur über die Schwelle schaltet sondern auch, wenn ich den Bereich mal ändere und er sich innerhalb der Zeit befindet. Außerhalb dieser Zeit und unter 3 Grad Außentemperatur soll es einen Frostschutzbetrieb geben. Entsprechend der Außentemperatur soll dann die Vorlauftemperatur geregelt werden. Diese Mischung soll auch im normalen Betrieb stattfinden. Der Mischer hat keine Rückmeldung, nur Null, Phase auf und Phase zu. Meine Idee wäre, wenn der Unterschied zu groß ist, den Mischer eine Zeit X (vielleicht berechnet anhand Unterschied und aus Erfahrung/Testen) laufen zu lassen, dann z. B. 30 Sekunden zu warten. Je nach dem Unterschied dann kleinere Intervalle mit längerer Pause wegen der Trägheit. Bei der Warmwasserladung soll der Mischer natürlich schließen. Hat dies jemand schon realisieren können und hat eine Meinung dazu?

    Punkt 4:
    Allgemeine Regelung
    Im Ölheizungsbetrieb soll natürlich der Brenner angesteuert werden. So weit ich das gesehen habe (WOLF-Klöckner Technik von 2000) wird der Brenner nur digital angesteuert. Wenn die Temperatur erreicht ist, soll er natürlich ausschalten (Hysterese). Brenneranlaufsperre etc. müssen dabei Beachtung finden. Wenn das WW geheizt werden soll, wird diese Pumpe angesteuert und der Mischer geschlossen. Hydraulisch und Thermisch ist alles bereits perfekt abgestimmt. Einige manuelle Eingriffe sind schon jetzt möglich (Brennersperre, Umschaltung von 1 bzw. 2-Puffer-Betrieb) und soll die Steuerung dann ebenfalls zulassen. Z. B. verschiedene Programme über Wahltaster.

    Danke für eure Hinweise. Ich bitte nur darum, eventuelle oberlfächliche "Das ist ja Wahnsinn, das geht nie, das ist Schwachsinn" zu unterlassen. Besser wären konstruktive Meinungen. Die SPS ist ohnehin bereits vorhanden und für andere Tätigkeiten in Funktion. Es geht mir hier nicht um das letzte Detail, sondern um das Konzept.

    Danke euch.

    MfG

    Olaf
    Geändert von OKL (07.02.2012 um 22:05 Uhr)
    Zitieren Zitieren Frage an Heizungsprofis  

  2. #2
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    Das ganze lässt sich mit Sicherheit mit vertretbaren Aufwand realisieren.
    Wichtig wäre nur bei Punkt 4 das du sämtliche Sicherheitseinrichtungen rund um den Brenner intakt lässt,
    und zwar präzise so wie sie vom Hersteller des Brenners ausgelegt wurden.
    Das hat allerdings nichts damit zu tun, womit du das Ding Betriebsmäßig ansteuerst.

    Ansonsten ist das nur ein wenig Hardware, und das ein oder andere Kilobyte Software ... also kein Hexenwerk.

    Als Anregung für die ein oder andere Funktion sei noch die Oscat-Bibliothek erwähnt.

    Mfg
    Manuel
    Warum denn einfach, wenn man auch Siemens einsetzen kann!

    Wer die grundlegenden Freiheiten aufgibt, um vorübergehend ein wenig Sicherheit zu bekommen, verdient weder Freiheit noch Sicherheit (B. Franklin).

  3. #3
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    ... schönes (Sommer) Projekt! Ich hab eine ähnliche Konstellation mit Weishaupt WTC15Gas und einer Holzheizung auch NOCH ohne SPS am laufen. Ich hab als Holzofensteuerung/Rücklaufanhebung eine Weishaupt WRSol 2.0 mit fast diesen Vorgaben wie du sie beschreibst. In deren HB sind die einzelnen Parameter und Regel- Steuerabhängigkeiten hervorragend beschrieben. Wenn ich sie in digitaler Form finden sollte, kann ich sie dir gern zukommen lassen. Ich möchte auch schon lange eine hauptamtliche S7 verbauen, verschiebs aber immer wieder weils gut läuft und anderes wichtiger für mich ist. Momentan werden nur die Schnittstelle Holz/Gas und manuelle WW-Ladung von einer 1200er gemacht.

    Zu 1. Die Puffertemperatur würde ich unbedingt beachten. 3 Fühler (Puffer oben, Puffer auf Eintritshöhe des Zulaufes vom Holzkessel und Puffer unten). Solang die Temperatur des Ofens größer ist als die des Puffers unten kannst du ihn bedienen. Wenn möglich, kannst du ja die Pumpendrehzahl verlangsamen, je mehr er thermisch befüllt ist. Wenn genug Überschuß an Energie da ist, kannst du das WW ja auch mal zwichendurch bereiten. Eine Einschalttemperatur von 50°C ist gut. Ebenso würde ich bei einem Temperaturanstieg / Zeit von mehr als 5°/Min die Pumpe zuschalten. Eine Temperaturdifferenzabhängige Pumpendrehzahl wäre ladetechnisch gut.

    Zu 2. Temperatur Puffer oben ( bei "direkt Vorlauf" aus Holzofen dieser Wert) > Rücklauftemperatur Heizkreis + 2° Kreislauf Kreislauf durch den Puffer (Rücklaufanhebung, mit einer gewissen Schalthysterese)

    Zu 3. WW-Ladung Parallel zum Heizkreis sonst wird es kalt beim langen Duschen. Du hast ja nen Mischer im Heizkreis da hält er ja trotzdem die Temperatur. Dem Mischer würde ich 2 INIs spendieren für die Endlagen


    Was für ne SPS ist denn vorhanden?

    Thomas

  4. #4
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    Hallo,

    ich freue mich über eure Antworten!

    Mal sehen, was ich noch über den "alten" Brenner in Erfahrung bringen kann. Derzeit ist mir nur bekannt, dass man nicht unter eine Mindesttemperatur kommen sollte (wegen Schwitzen..) und eine Anlaufsperre programmiert werden muss. Vielleicht finde ich im Netz noch etwas zum Klöckner KL4, das Projekt ist ja noch in der Planungsphase.

    Zu 1:
    Ich habe ja 2 Puffer. Hydraulisch war das ein Problem, was wir durch Drosseln der Vorlaufleitung (am Puffer) in den Griff bekomen haben. Sonst hatte sich das Wasser immer nur den Weg der Kurzschluss-Strecke gesucht, da das natürlich bequemer war, als sich durch zwei Puffer zu quälen.
    Drei Fühler wird schwer. Ich habe 8 Analoge Eingänge, Außentemp., Vorlauf am Mischer, Temperatur Holzofen, Brennerraum, Warmwasser, Puffer (2 Fühler zur Verfügung), Wintergarten (wird das Dach schon jetzt gesteuert, soll nur statt Thermostat eben einen Fühler spendiert bekommen). Sind wir bei 8. Müsste dann eben noch Fühler mit einem NE555 nehmen, dafür reicht ein digitaler Eingang. Prinzipiell habe ich aber schon die Temperatur in Höhe des Kessels, die Temperatur vom Holzkessel kenn ich ja um die Ladepumpe zu steuern. Bis zum Puffer sollte die Temperatur (vielleicht 6 Meter isoliert) nicht all zu sehr abweichen.

    Die anderen Hinweise werde ich beherzigen, danke dafür.

    Meine derzeitige Heizungssteuerung Gamma 2B regelt den Mischer scheinbar nur über die Temperatur. Wenn sich nichts mehr bewegt, dann regelt sie einfach nicht mehr (oder steuert auf bzw. zu ständig an, müsste ich mal messen). Ändert sich noch etwas, hört man das Relais klacken. Selbst wenn man von Hand den Mischer in eine andere Position dreht, regelt sie weiter, lässt sich also nicht veralbern. Also kann das schon mal nicht zeitgesteuert sein. In der Software möchte ich auch eine manuelle Regelung des Mischers zulassen (Mischersteuerung aus etc.). Mit den Endschaltern, das wäre etwas Bastelei aber vielleicht gar keine schlechte Idee. Dann wüsste die SPS, dass sie das Teil nicht mehr ansteuern muss. Platz wäre nur etwas knapp, da sich das alles in einem schwarzen Polysterol-Kasten befindet. Mal sehen, ob ich paar kleine Endschalter finde.

    Anbei ein PDF mit dem hydraulischen Schema (hat eine Weile gedauert bis ich das rausbekommen habe, was dort vom Fachmann gebaut wurde. Man sieht einem Rohr ja nicht an, in welche Richtung das Wasser fließt und vor allem nicht unter welchen Bedingungen. Beim Laden beispielsweise fließt das Wasser vom letzten Puffer in den Holzofen, sonst drückt der Rücklauf das Wasser dort in die andere Richtung) Vor 5 Jahren gab ich nur an, was ich wie möchte und war froh, als es warm wurde. Dabei wurde die vorhandene Ölheizung integriert.

    SPS ist derzeit ein "alte, breite" 215 2DP mit 64kb verbaut, ein CP 343, 1X32DI, 1X32DO, 1X2AI mit (bald) Multiplexer. Als Reserve habe ich noch eine 314er mit 24kB, die sollte im Havariefall auch noch gehen und noch einen zweiten CP 343. Schaltschrank 600X600, im Nachbar-Raum, soll alles dort zentral rein.

    Danke für eure Hinweise, ich freue mich schon auf die elektrische und steuerungstechnische Realisierung! Hinweise sind weiterhin gern gesehen.

    PS: In der Zeichnung fehlt die Ladepumpe fürs Warmwasser...

    MfG

    Olaf
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    Geändert von OKL (08.02.2012 um 08:16 Uhr)

  5. #5
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    Zum kl4 hab ich noch Sachen. Schick mir mal deine mail- Adresse wenn du magst.

  6. #6
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    Hallo again,

    Ölkesselfrage. Irgendwo las ich, dass die Kesseltemperatur nur stückweise angehoben werden darf. Das heißt, wenn der Rücklauf 40 Grad wäre, sollte der Brenner bei einem Vorlauf von 40+15 Grad abschalten. Sonst gäbe es Probleme mit dem Kessel.

    Macht irgendwie Sinn, oder? Ich bin mir aber ziemlich sicher, dass meine derzeitige Regelung keinen Fühler für die Temperatur vor dem Brennerraum hat...

    Bis später.


    MfG

    Olaf

  7. #7
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    Zitat Zitat von OKL Beitrag anzeigen
    Ölkesselfrage. Irgendwo las ich, dass die Kesseltemperatur nur stückweise angehoben werden darf. Das heißt, wenn der Rücklauf 40 Grad wäre, sollte der Brenner bei einem Vorlauf von 40+15 Grad abschalten. Sonst gäbe es Probleme mit dem Kessel.

    Macht irgendwie Sinn, oder? Ich bin mir aber ziemlich sicher, dass meine derzeitige Regelung keinen Fühler für die Temperatur vor dem Brennerraum hat...
    Ob du das beachten musst solltest du am besten von einem Fachmann beurteilen lassen,
    allerdings da du an der Hydraulik nichts veränderst ist nicht davon auszugehen, das du diesbezüglich [edit]nichts[/edit] nachrüsten musst.

    So wie du das schreibst ist das imho übrigens Käse, das Problem ist, wenn dein Rücklauf relativ Kalt ist über einen relativ langen Zeitraum,
    dann kondensieren die Brennerabgase bereits im Brenner, womit du dann eine nette korossionsbegünstigende Suppe im Brennraum schwimmen hast.

    Behelfen tut man sich da professionell mit einem zusätzlichen Mischer, der vom Kesselvorlauf eine variable Menge Heißwasser in den Kesselrücklauf umleitet.

    Mfg
    Manuel
    Geändert von MSB (08.02.2012 um 22:02 Uhr)
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  8. #8
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    Hallo Manuel,

    danke für deine Ausführungen. Mein genanntes Beispiel ist auch nur aufgeschnappt. Das Problem hat man ja dann aber fast täglich, wenn der Brenner abends in der Übergangszeit die still stehende Heizung in Bewegung setzt.

    Ich habe mir zu den ersten beiden Punkten Gedanken gemacht und möchte euch gern um Rat bitten. Vielleicht hilft es auch anderen, die Ähnliches vorhanben.

    1. Entscheidung Öl oder Festbrennstoff:

    Statusbit Heizungsanlage SPS ein

    Statusbit Ölheizbetrieb ein (wird an anderer Stelle gesetzt, je nach Betriebsart oder Entscheidung aus Temperaturen)

    Setze Ausgang X.X (Relais anziehen für Kreislauf Dreiwegeventil Ölheizung (da diese weniger gebraucht wird als Festbrennstoff, diese Variante)

    2. Laderegelung

    Wenn Ladetemperatur FBKessel < 40 Grad, dann
    -setze Bit "Anzeizbetrieb"
    -ändere Anlauftemperatur Ladepumpe auf 50 Grad
    -ändere Abschalttemperatur Ladepumpe auf 42 Grad

    Sobald nächstes Mal angeheizt wird und 50 Grad erreicht wurden und Anheizbetrieb auf 1 sitzt, dann
    -aktiviere Countdown 20 Minuten

    Wenn Countown 0 oder Ladetemperatur > Puffertemperatur, dann
    -ändere Anlauftemperatur = 5 Grad C. mehr als Puffertemperatur, höchstens 80 Grad C.
    -ändere Abschalttemperatur = 2 Grad C. kälter als Puffertemperatur, jedoch bei < 55 Grad (Dreiwegeventil schließt automatisch, hat also keinen Sinn mehr zu laden)
    -Setze Bit Anzeizbetrieb zurück

    Die Grenzwerte bleiben, bis der Ofen wieder abgekühlt ist und das Bit wieder sitzt.

    Warum das Ganze? Beim Anheizen muss der Kleine Kreislauf gestartet werden, egal ob der Puffer wärmer ist oder nicht. Sonst käme der kalte Rücklauf in den stark erhitzten Ofen und hätte negative Konsequenzen. So startet ein kleiner Kreislauf, der sich dann mit dem kälteren Rücklaufwasser vermischt. Sobald die Temperatur größer als im Puffer oder der Timer abgelaufen ist (sonst würde im Zweifel die Pumpe nie ausschalten), gelten wieder die alten Bedingungen.

    Ich bin weder ein Heizungsfachmann noch ein SPS-Programmierer mit hundert Jahren Erfahrung. Vielleicht gibt es ja für diesen Zweckk eine bessere Variante. Bevor ich aber andere um Rat frage, möchte ich wengistens einen Vorschlag bringen und nicht die Arbeit auf andere abwälzen. Vielleicht passt es ja auch so wie gedacht.

    Danke euch. Auch Thomas für die Unterlagen.

    Gute Nacht und viele Grüße aus dem eisigen Erzgebirge.


    Olaf
    Geändert von OKL (08.02.2012 um 21:59 Uhr)

  9. #9
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    Also das mit der Heizung hört sich anfangs "ganz einfach "an...ich bin an meinem Projekt nun schon 3 Jahre dran und mom. muss ich sagen auf einem guten Stand.
    Mein Mischer regelt 1K genau (wenn ich das möchte) Die schnelligkeit der Reglung ist von der Soll-IST diff. Temp abhängig. mit Boilerladepumpe 5 Heizkreise (alle einzeln)Vorrangschaltung Boiler oder Heizung, über Handy verwaltbar, Boiler laden über 4 Schritte (6-10h 51C, 10-17h 41C 17-22h 51C danach Nachtabsenkung 40C) Nachtabsenkung über 3 Zeiten,betriebsstundenerfassung, Kurvenzeichnung,natürlich außentemp gesteuert,Urlaubsfunktion,Legionellenschaltung, und noch sehr viel mehr. Wenn bedarf besteht kann ich gerne mal ein Worddokument erfassen mit Funktionen zur Anregung.

  10. #10
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    Hallo Tylerdurden88,

    das hört sich sehr gut an! Es besteht Bedarf .

    Mir fallen auch ständig neue Punkte ein, welche ich einfließen lassen möchte. Es würde mir sehr helfen, wenn ich nicht das Rad komplett neu erfinden müsste.

    Danke für deine Mühe und für eure Antworten!


    Olaf

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