Hallo, ich habe mal ein paar Fragen zum PID-Regler. Ich habe eine Heizungssteuerung UVR1611 und dort kann ich den P-Anteil zw. 0-100, den I-Anteil zw. 0-100 und den D-Anteil zw. 0-10 verstellen. komme aber nicht ganz klar damit. Es gibt einen Heizkreisregler dieser ermittelt aus der Außentemperatur und Innentemperatur einen Sollwert um eine vorgegebene Temperatur zu erreichen. Der PID Regler versucht dann daraufhin die Leistung des Wärmeerzeugers zu regeln. Erst habe ich mit dem PID-Regler die Vorlauftemperatur konstant gehalten was aber nur sehr mäßig funktionierte weil sich die Vorlauftemperatur sehr schnell änderte und der PID-Regler dann zu schnell runter- bzw. hoch regelte. Nun Regle ich auf den Rücklauf und die Regelung funktioniert viel besser, was mich aber etwas stört ist das zu Beginn immer zu viel Power angefordert wird weil sich die RL-Temp ja sehr langsam ändert und der Regler dann immer weiter hochfährt. Die VL geht dadurch unerwünscht etwas zu hoch. Sehe ich es richtig das ich hierzu den I-Anteil zum verlangsamen erhöhen muss? Der P-Anteil wirkt sich anscheinend auf die Schrittweite aus, wenn ich diesen z.B. auf 1 Stelle geht die Regelung entweder auf 0 oder 100 also ist es rein digital, wenn ich den P-Anteil auf 2 erhöhe regelt er in kleineren Schritten aber er regelt zu schnell und das möchte ich etwas einbremsen. Der D-Anteil würde mir ja zu Beginn bei einer großen Differenz zw. Soll und Ist, zusätzlich die Leistung erhöhen, was ja unerwünscht wäre. Wird dieser Wert 0-10 prozentual zu den errechneten Werten der PI-Komponenten dazuaddiert? Habe mir den Wikipediaartikel angesehen mit den ganzen Formeln komme ich aber nicht klar.
Man kann sich das (grob vereinfacht) so vorstellen: P (proportional): die Stellgröße ist von der Differnez zwischen Soll- und Istwert abhängig. Das ist wohl die einfachste Reglerfunktion: je größer die Differenz, desto größer die Einflussnahme (mit Vorzeichen natürlich). Hat nur eben Probleme mit zeitlich verzögert reagierenden Prozessen, dann entsteht das bekannte Überschwingen. Deshalb die beiden zeitabhängigen Anteile I und D, um das zu dämpfen ... I (integral): die Stellgröße ist davon abhängig, wie lange Soll- und Istwert nicht übereinstimmen, das Vorzeichen kann man aus P gewinnen D (differenzial): die Stellgröße ist davon abhängig, wie schnell sich Soll- und Istwert aufeinander zu- oder voneinander wegbewegen. Die Richtung bestimmt das Vorzeichen. Die Kunst besteht jetzt darin, die drei Anteile richtig zu gewichten :-)
Nachtrag: Der Integratinons-Zeitraum muss nach Hinten zu nat. begrenzt werden. Man kann das mit einer Art Register-Speicher realisieren, wo z.B. immer nur die letzen 100 Messwerte berücksichtigt werden, oder mit einem gleitenden Mittelwert, der die älteren Messwerte geringer gewichtet ...
Ich würde vor allem den D-Regler auf 0 oder fast 0 stellen. Thermische Sprünge in einem Heizungssystem resultieren fast immer aus Kontaktfehlern der Sensoren oder der Tatsache, dass Du die Heizung vollständig ausgeschaltet hast. Wie soll auch eine Masse von vielen Tonnen thermisch springen? Ein unnötiger oder fehlerhafter Reglerparameter kann Dir aber ein System ganz toll zum Schwingen bringen.
danke schonmal ich habe jetzt noch etwas beim Hersteller gefunden wo noch etwas näher ersichtlich ist wie sich das auf diesen Regler auswirkt. Der Proportionalteil des PID- Reglers stellt die Verstärkung der Abweichung zwischen Soll- und Istwert dar. Die Drehzahl wird pro X * 0,1 K Abweichung vom Sollwert um eine Stufe geändert. Eine große Zahl führt zu einem stabileren System und zu mehr Regelabweichung. Der Integralteil des PID- Reglers stellt die Drehzahl in Abhängigkeit der aus dem Proportionalteil verbliebenen Abweichung periodisch nach. Pro 1 K Abweichung vom Sollwert ändert sich die Drehzahl alle X Sekunden um eine Stufe. Eine große Zahl ergibt ein stabileres System, aber es wird langsamer an den Sollwert angeglichen. Der Differenzialteil des PID- Reglers führt zu einer kurzfristigen “Überreaktion” je schneller eine Abweichung zwischen Soll- und Istwert auftritt, um schnellstmöglich einen Ausgleich zu erreichen. Weicht der Sollwert mit einer Geschwindigkeit von X * 0,1 K pro Sekunde ab, wird die Drehzahl um eine Stufe geändert. Hohe Werte ergeben ein stabileres System, aber es wird langsamer an den Sollwert angeglichen.[/quote]
@Thomas Das sind die Standarterklärungen zu P, D und I die Du so auch jederzeit in der Wikipedia hättest finden können. Stimmt soweit! Aber was zum Geier verstehst Du unter Drehzahl, im Zusammenhang mit einer Heizung? Willst Du etwa die Pumpe regeln?
wie gesagt seit dem ich im Rücklauf messe und auch auf diesen regele sind die Temperatursprünge durch die große Masse nicht mehr der Rede wert. Allerdings geht die VL-Temperatur höher als gewollt weil der Regler die RL-Temperatur sehr schnell anheben will. Und das ganze wollte ich nun etwas einbremsen. Das Taktverhalten beschreibe ich mal als perfekt. Habe 2 Warmwassertakte am Tag einmal kurz frühs um die Speichertemp etwas anzuheben und gegen Mittags bei Tageshöchsttemperatur lade ich bei höchster Effiziens auf. Die Hiezung lasse ich gegen 6 Uhr für ne Stunde laufen, danach geht die sonne auf und es heizt sich von selber auf, bevor es dann draußen wieder kälter wird lasse ich um 1k erhöhen damit die WP dann nicht nachts laufen muss, sie ist zwar nachts freigegeben muss da aber wirklich nur laufen wenn es draußen sehr kalt wird.
Normalerweise ergibt sich die benötigte Wärmemenge und damit die
abgenommene Heizleistung aus der Differenz von Vor- und Rücklauf
zusammen mit der Wassermenge. Wenn die Pumpe konstant arbeitet, kann man
den Wassermengenfaktor als konstant annehmen.
Aber: Eine Rücklauftemperatur von 35° sagt eigentlich nichts aus.
Sie kann aus einer Vorlauftemperatur von 40° bei fehlender
Wärmeabnahme resultieren, sie kann sich aber auch aus 90°
Vorlauf bei klirrender Kälte ergeben.
Fazit: Ein geschickt angebrachter Außentemperaturfühler sollte bei
aller Mathematik nicht vergessen werden.
diese Erklärung oben ist für diese UVR1611 ist also schon etwas auf die UVR1611 spezifiziert. Ob sich das jetzt auf eine Umwälzpumpe oder die Ausgangsspannung zur Regelung des Wärmeerzeugers bezieht spielt ja erstam keine Rolle. (Meine Heizkreispumpe läuft konstant) es wird nur der Wärmeerzeuger in seiner Leistung geregelt) Der Vorteil darin den Rücklauf zu messen ist dieser, dass dadurch die Heizlast einfließt. Angenommen die VL-Temp wird bei einer Außen-Temp von +10°C konstant auf 24°C gehalten, dann sieht man anhand der RL-Temperatur ob Wärme abgenommen wird oder nicht, wenn keine Wärme abgenommen wird heißt das die Raumtemp passt und man kann die VL dann weiter absenken bzw. die Heizung abschalten. Die Außentemperatur interessiert mich ja garnicht so stark. Frühs z.B. ist es draußen kalt jetzt geht die Sonne auf und im Haus steigen die solaren Gewinne obwohl es draußen immer noch kalt ist. Jetzt kann ich den Wärmeerzeuger schon zurückregeln weil die Raumtemp steigt und das durch die kleinere Spreizung bemerkt wird wo eine rein AT geführte Anlage noch ne weile weiterheizt. Da bei mir die Vl-Temperaturen aber zu stark schwankten, weil der Regler zu schnell hochregelte um danach wieder abzuregeln hatte ich ein häufiges taktet das nur am Regler lag, da ich absolut im der Modulationsbereich des Wärmeerzeugers lag.
@ Thomas O. (kosmos) >wie gesagt seit dem ich im Rücklauf messe und auch auf diesen regele >sind die Temperatursprünge durch die große Masse nicht mehr der Rede >wert. Ähhh, regelt man denn nicht eher die Zimmertemperatur? > Allerdings geht die VL-Temperatur höher als gewollt weil der >Regler die RL-Temperatur sehr schnell anheben will. Und das ganze wollte >ich nun etwas einbremsen. Dann tu das, indem du den I-Anteil kleiner machst. Zur Optimierung der Sache bietet sich ein Datenlogger an, der jede Minute die wichtigen Kenngrößen IST-Temperatur, Sollwert, etc. mitschreibt. Die kann man dann schön graphisch darstellen und sehen, wie die Parameter wirken.
Wenn das Zimmer kälter wird wird die Spreizung größer und die FBH gibt mehr Wärme an das Zimmer ab, wenn die Zimmertemperatur sich wider der FBH Temperatur nähert gibt die FBH weniger Wärme ab, es regelt sich also von selbst. Wenn das Zimmer kälter ist und mehr Wärme abnimmt sehe ich das an der fallenden RL-Temperatur und kann wenn erwünscht nachregeln und da interessiert mich die Außentemperatur recht wenig. Du meinst aber sicherlich den I-Anteil erhöhen um es langsamer zu bekommen. Ich werde das mal Schrittweise erhöhen und beobachten. Ja mitloggen kann ich das alles deswegen habe ich auch gesehen das die VL-Temp manchmal zu stark ansteigt, weil der Regler es einfach schneller ausgleichen will. Aber ob die 0,1°C im Rücklauf in 10 Minuten, 30 Minuten oder erst in einer Stunde ausgeglichen werden ist nicht spürbar, die VL-Temperatur steigt dabei aber unnützt um mehrere °C an.
Falls FBH für Fußbodenheizung steht: Mein herzliches Beileid! Rein wärmetechnisch und wohlfühlmäßig echt toll, aus Sicht der Regelungstechnik eine Katastrophe. Du darfst die Vorlauftemperatur nur geringfügig erhöhen, oberhalb von parundvierzig Grad gibt's die rote Karte. Wenn Du es jetzt angenehm Warm haben willst, musst Du sie 3 Stunden vorher angestellt haben. Und noch so ein paar Leckerli. Der einzige Vorteil: Du kannst den D-Regler in Zahlung geben. Der ist in etwa so sinnvoll wie ein Kropf.
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