Hallo !
Habe mal was von der Firma GIRA, gibts auch von Merten- Busch-Jäger Siemens usw. rauskopiert.
Auf deren Pages gibts das auch mit Bildern erklärt!
Ist zwar EIB System aber die „Probleme“ sind die selben mit normalen Reglern.
Ich hab das so in Betrieb (PI-Regelung mit Pulsweitenmodulation) regelt 1/10 genau!
1.2.1 Stellgrößenanpassung
Häufig unterliegen Regelkreise unstetigen Veränderungen der Sollwertvorgabe (z. B. Frostschutz, Nachtbetrieb,
usw.) oder kurzzeitig einwirkenden Störgrößen (z. B. Messwertschwankungen durch kurzes Öffnen
von Fenstern oder Türen in der Nähe des Sensors).
Damit in diesen Fällen auch bei einer länger eingestellten Zykluszeit möglichst schnell und korrekt die Einstellung
des Tastverhältnisses der gewünschten Stellgröße erzielt werden kann ohne die Reaktionszeit der
Regelstrecke negativ zu beeinflussen, bedient sich der Aktor eines besonderen Verfahrens zur kontinuierlichen
Stellgrößenanpassung.
Dabei werden die folgenden Fälle berücksichtigt:
Fall 1:
Stellgrößenänderung z. B. von 80 % auf 30 % während Öffnungsphase des Ventils.
Ventil
geöffnet
Ventil
geschlossen
Zykluszeit (100 %)
neue Stellgröße: 30 %
Vor dem Empfang der neuen Stellgröße (30 %) war der alte Sollwert (80 %) aktiv. Währen der Öffnungsphase
des Ventils wird nun die neue Stellgröße empfangen. Zu diesem Zeitpunkt erkennt der Aktor, dass es
noch möglich ist, die Öffnungsphase zu verkürzen, damit sie der neuen Stellgröße (30 %) entspricht. Die
Zykluszeit bleibt von diesem Vorgang unberührt.
Es wurde unmittelbar nach Empfang der neuen Stellgröße das neue Tastverhältnis eingestellt.
Fall 2:
Stellgrößenänderung z. B. von 80 % auf 30 % während Schließphase des Ventils.
80 % 70 % 30 %
Ventil
geöffnet
Ventil
geschlossen
Zykluszeit (100 %)
neue Stellgröße: 30 %
70 % 30 %
Vor dem Empfang der neuen Stellgröße (30 %) war der alte Sollwert (80 %) aktiv. Währen der Schließphase
des Ventils wird nun die neue Stellgröße empfangen. Zu diesem Zeitpunkt erkennt der Aktor, dass es
noch möglich ist, die Schließphase zu verlängern, damit sie der neuen Stellgröße (30 %) entspricht. Die
Zykluszeit bleibt unverändert, der Startzeitpunkt der Periode wird jedoch automatisch verschoben.
Es wurde unmittelbar nach Empfang der neuen Stellgröße das neue Tastverhältnis eingestellt.
Fall 3:
Stellgrößenänderung z. B. von 80 % auf 30 % während Öffnungsphase des Ventils (Öffnungsphase zu
lang):
50 % 70 % 30 %
Ventil
geöffnet
Ventil
geschlossen
Zykluszeit (100 %)
80 % 20 %
neue Stellgröße: 30 %
70 % 30 %
Vor dem Empfang der neuen Stellgröße (30 %) war der alte Sollwert (80 %) aktiv. Währen der Öffnungsphase
des Ventils wird nun die neue Stellgröße empfangen. Zu diesem Zeitpunkt erkennt der Aktor, dass es
erforderlich ist, sofort die Öffnungsphase abzubrechen und das Ventil zu schließen, damit das Tastverhältnis
der neuen Stellgröße (30 %) entspricht. Die Zykluszeit bleibt unverändert, der Startzeitpunkt der Periode
wird jedoch automatisch verschoben.
Es wurde unmittelbar nach Empfang der neuen Stellgröße das neue Tastverhältnis eingestellt.
Fall 4:
Stellgrößenänderung z. B. von 30 % auf 80 % während Öffnungsphase des Ventils:
neue Stellgröße: 80 %
Ventil
geöffnet
Ventil
geschlossen
Zykluszeit (100 %)
30 % 70 % 80 % 20 % 80 % 20 % 80 %
Vor dem Empfang der neuen Stellgröße (80 %) war der alte Sollwert (30 %) aktiv. Währen der Öffnungsphase
des Ventils wird nun die neue Stellgröße empfangen. Zu diesem Zeitpunkt erkennt der Aktor, dass es
noch möglich ist, die Öffnungsphase zu verlängern, damit sie der neuen Stellgröße (80 %) entspricht. Die
Zykluszeit bleibt von diesem Vorgang unberührt.
Es wurde unmittelbar nach Empfang der neuen Stellgröße das neue Tastverhältnis eingestellt.
Fall 5:
Stellgrößenänderung z. B. von 30 % auf 80 % während Schließphase des Ventils:
Ventil
geöffnet
Ventil
geschlossen
Zykluszeit (100 %)
neue Stellgröße: 80 %
30 % 70 % 30 % 20 % 80 % 20 % 80 % 20 % 80 %
Vor dem Empfang der neuen Stellgröße (80 %) war der alte Sollwert (30 %) aktiv. Währen der Schließphase
des Ventils wird nun die neue Stellgröße empfangen. Zu diesem Zeitpunkt erkennt der Aktor, dass es
noch möglich ist, die Schließphase zu verkürzen, damit sie der neuen Stellgröße (80 %) entspricht. Die
Zykluszeit bleibt unverändert, der Startzeitpunkt der Periode wird jedoch automatisch verschoben.
Es wurde unmittelbar nach Empfang der neuen Stellgröße das neue Tastverhältnis eingestellt.
Fall 6:
Stellgrößenänderung z. B. von 30 % auf 80 % während Schließphase des Ventils (Schließphase zu lang):
Ventil
geöffnet
Ventil
geschlossen t
neue Stellgröße: 80 %
30 % 70 %
Zykluszeit (100 %)
30 % 40 % 80 % 20 % 80 % 20 %
Vor dem Empfang der neuen Stellgröße (80 %) war der alte Sollwert (30 %) aktiv. Währen der Schließphase
des Ventils wird nun die neue Stellgröße empfangen. Zu diesem Zeitpunkt erkennt der Aktor, dass es
erforderlich ist, sofort die Schließphase abzubrechen und das Ventil zu öffnen, damit das Tastverhältnis der
neuen Stellgröße (80 %) entspricht. Die Zykluszeit bleibt unverändert, der Startzeitpunkt der Periode wird
jedoch automatisch verschoben.
Es wurde unmittelbar nach Empfang der neuen Stellgröße das neue Tastverhältnis eingestellt.
1.2.2 Zykluszeit
Der allgemeine Parameter „Zykluszeit“ ist ausschließlich für pulsweitenmodulierte Ausgänge aktiv.
Die Zykluszeit legt die Schaltfrequenz des pulsweitenmodulierten Signals fest und erlaubt somit eine
Anpassung an die Verstellzykluszeiten (Verfahrzeit, die der Antrieb zur Verstellung des Ventils von der
vollständig geschlossenen Position bis zur vollständig geöffneten Position benötigt) der verwendeten
Stellantriebe. Zusätzlich zur Verstellzykluszeit ist die Totzeit (Zeit, in der die Stellantriebe beim Ein- bzw.
Abschalten keine Reaktion zeigen) zu berücksichtigen. Werden verschiedene Antriebe mit unterschiedlichen
Verstellzykluszeiten eingesetzt, so ist die größere der Zeiten zu berücksichtigen.
Grundsätzlich können zwei Fälle zur Einstellung der Zykluszeit betrachtet werden:
Fall 1:
Zykluszeit > 2 x Verstellzykluszeit der verwendeten Antriebe (ETA)
Bei diesem Fall sind die Ein- bzw. Ausschaltzeiten des Aktors so lang, dass den Antrieben ausreichend Zeit
bleibt, in einer Periode vollständig auf- bzw. zuzufahren.
Vorteile:
Der gewünschte Mittelwert zur Stellgröße und somit die geforderte Raumtemperatur wird auch bei mehreren
gleichzeitig angesteuerten Antrieben relativ genau eingestellt.
Nachteile:
Zu beachten ist, dass bedingt durch den ständig ‚durchzufahrenden‘ vollen Ventilhub die Lebenserwartung
der Antriebe sinken kann. Unter Umständen kann bei sehr langen Zykluszeiten (> 15 Minuten) und einer geringeren
Trägheit des Systems die Wärmeabgabe an den Raum in der Nähe der Heizkörper ungleichmäßig
sein und als störend empfunden werden.
Hinweise:
- Diese Einstellung zur Zykluszeit ist für langsame, trägere Heizsysteme (z. B. Fussbodenheizung) zu
empfehlen.
- Auch bei einer größeren Anzahl angesteuerter evtl. verschiedener Antriebe ist diese Einstellung zu
empfehlen, damit die Verfahrwege der Ventile besser gemittelt werden können.
Idealisierter Verlauf des Ventilhubs exemplarisch dargestellt für eine Stellgröße von ca. 60 % eines stomlos
geschlossenen Ventils:
Totzeit Totzeit
Zeit
z. B. 3 min. z. B. 3 min.
Auf
Zu
Ein
Aus
VerstellzykluszeiVerstellzykluszeit t
stromlos
geschlossen
Periodendauer (z. B. 12 min.)
Totzeit
z. B. 3 min.
Verstellzykluszeit
Beispiel: Stellgröße ca. 60 %
Ventil
Ausgangsspannung
60 %
60 % 40 % 60 %
Fall 2:
Zykluszeit < Verstellzykluszeit der verwendeten Antriebe (ETA)
Bei diesem Fall sind die Ein- bzw. Ausschaltzeiten des Aktors so kurz, dass den Antrieben keine ausreichende
Zeit bleibt, in einer Periode vollständig auf- bzw. zuzufahren.
Vorteile:
Bei dieser Einstellung wird für einen kontinuierlichen Wasserfluss durch die Heizkörper gesorgt und somit
eine gleichmäßige Wärmeabgabe an den Raum ermöglicht.
Wird nur ein Stellantrieb angesteuert, ist es für den Regler möglich, durch kontinuierliche Anpassung der
Stellgröße die durch die kurze Zykluszeit herbeigeführte Mittelwertverschiebung auszugleichen und somit
die gewünschte Raumtemperatur einzustellen.
Nachteile:
Werden mehr als ein Antrieb gleichzeitig angesteuert, wird der gewünschte Mittelwert zur Stellgröße und
somit die geforderte Raumtemperatur nur sehr schlecht bzw. mit größeren Abweichungen eingestellt.
Hinweis:
- Diese Einstellung zur Zykluszeit ist für schnellere Heizsysteme (z. B. Heizkörper) zu empfehlen.
Idealisierter Verlauf des Ventilhubs exemplarisch dargestellt für eine Stellgröße von zunächst ca. 60 %
eines stromlos geschlossenen Ventils:
Totzeit
Zeit
Auf
Zu
Ein
Aus
Verstellzykluszeit
stromlos
geschlossen
Beispiel: Stellgröße ca. 60 %
Periodendauer (z. B. 2 min.)
z. B. 3 min.
kürzere
Totzeit öffnen
4 0 %
Ventil
Ausgangsspannung
60 %
kürzere
Totzeit schließen
60 % 40 % 60 % 60 % 40 % 60 % 40 % 60 % 40 %
Regler erkennt ‚Temperatur zu hoch‘
und sendet neue Stellgröße (z. B. 40 %)
60 % 40 %
40 %
Durch den kontinuierlichen Wasserfluss durch das Ventil und somit durch die stetige Erwärmung des Antriebs
variieren bzw. verändern sich die Totzeiten der Antriebe bei der Öffnungs- und Schließphase. Bedingt
durch die kurze Zykluszeit unter Berücksichtigung der Totzeiten wird die geforderte Stellgröße (Mittelwert)
nur mit einer u. U. größeren Abweichung eingestellt. Damit die Raumtemperatur nach einer gewissen Zeit
konstant eingeregelt werden kann, muss der Regler durch kontinuierliche Anpassung der Stellgröße die
durch die kurze Zykluszeit herbeigeführte Mittelwertverschiebung ausgleichen. Gewöhnlich sorgt der im
Regler implementierte Regelalgorithmus (PI-Regelung) dafür, Regelabweichungen auszugleichen.
Viel Spass damit:D
Egon