Regelung Dreiwegeventil (Mischer)

[Steffen (Gast)]

Demnächst will ich meine Heizung umbauen und die dazugehörige Steuer- 
und Regeltechnik selbst bauen. Dabei muss ich mehrere Mischer zur 
Vorlauftemperaturregelung ansteuern.

Die Frage ist nun wie mache ich das am günstigsten? Die Regelzeit ist 
relativ unkritisch. Implementiere ich einen PID-Regler, dann hat das 
evtl. den Nachteil, dass sich durch das ständige Nachstellen die 
Lebensdauer des Ventils verkürzt. Daher habe ich mir nun überlegt, dass 
das Ventil ja eine bestimmte Kennlinie haben müsste mit der ich die 
Temperatur am Ausgang in Abhängigkeit der beiden Zulauftemperaturen 
berechnen könnte. Temperatursensoren werden so oder so angebracht.

Was haltet ihr davon? Wie wird das eigentlich in industriellen Reglern 
gehandhabt?

MfG
Steffen

[LtData (Gast)]

Schau nicht auf das ständige Nachstellen des Ventils. Die Ventilstellung 
wirst Du eh immer korrigieren müssen, da der Wärmeverbrauch nie immer 
gleich ist. Jemand macht die Haustür auf, dadurch ändert sich die 
Rücklauftemperatur und dadurch musst Du dein Ventil nachstellen. Die 
Kesseltemperatur fällt langsam und deswegen musst Du dein Ventil auch 
ständig nachstellen.

Unsere Heizungssteuerung macht das so: Gemesse werden aktuelle 
Vorlauftemperator der Heizkreise und die Kesseltemperatur. Die 
Soll-Vorlauftemp. wird berechnet aus Gebäudedämmung, Aussemtemperatur 
(Kennlinie), Ist-Raumtemperatur und aus der Soll-Raumtemperatur.
Ist die Soll-Vorlauf-Temp. kleiner als Ist-Vorlauf-Temp dann wird der 
Mischer 5 Sekunden in Richtung "Schliessen" gefahren. Stimmt dann die 
Temp, dann isses gut und wenn nicht wird erneut geregelt. Andersrum 
natürlich genauso.
Wenn Du die Ventilstellung direkt aus den beiden Zulauftemperaturen 
berechnen willst, musst Du auch die Strömung beachten. Die sind nämlich 
nicht immer gleich für beide Zuläufe.
Im übrigen steuert unsere Heizung die Pumpenleistung je nach Bedarf 
variabel per PWM, wenn du das auch machen willst, ist das also nen 
Faktor in Deiner Berechnungsgleichung. Bei uns ist das egal, denn die 
Heizung weiss nicht, wie die aktuelle Mischerstellung ist, sondern 
greift immer nur korrigierend ein  (Vorlauf zu kalt -> Mischer nen 
bisschen weiter öffnen).
Falls es jemanden interessiert: Es handelt sich über eine Buderus 
Ecomatic 4000 die über einen I2C Bus verfügt (der natürlich dem User 
normalerweise nicht zugänglich ist) ;-)

[Steffen (Gast)]

Hallo LtData,

danke für die Antwort. Das mit den Strömungsgeschwindigkeiten ist 
richtig. Die noch zu messen und in die Berechnung einfließen zu lassen 
ist wohl dann doch etwas zu aufwendig.

Das mit der Regelung der Pumpenleistung ist auch eine Überlegung wert. 
Werden in den Pumpen nicht einfache Asynronmotoren eingesetzt? Da könnte 
es evtl. Probleme mit einfacher PWM geben oder sehe ich das falsch?

Geplant habe ich die einzelnen Regelkreise voneinander unabhängig von 
einem kleinen Steuerrechner auf Basis eines PIC16F876 oder PIC16F877 (je 
nachdem wieviele IO´s ich benötige) regeln zu lassen. Die einzelnen 
Controller werden über eine einfache Zweidraht RS-485 (Kostenfrage 
gegenüber CAN) vernetzt. Visualisiert und Parametriert wird das 
Gesamtsystem dann über einen im Wohnzimmer an der Wand hängenden 
Pocked-PC.
MfG
Steffen

[LtData (Gast)]

Also so wie ich das sehe, ist bei unserer Heizung die variable 
Pumpenlogik sehr einfach gehalten (keine echte PWM bzw eine PWM mit sehr 
niedriger Taktzeit). Die Pumpen werden dabei durch ein Halbleiterrelias 
angesteuert. Und es gibt eigentlich auch nur 2 Zustände: Immer an und 
50% (jede Sekunde ein ein Sekunden langer Impuls - zumindest so 
ungefähr). Da man aber im Steuermenü die Pumpenlogik auch auf "fest" 
(also auf "immer an") stellen kann, wird es auch Pumpen geben, die das 
wohl nicht vertragen.

Die Kommunikation mit den Fernbedinugen im Raum erfolgt übrigens bei uns 
auch über eine 2 Draht Leitung per I2C Bus (so genau hab ich es mir noch 
nicht angeschaut, aber ich gehe davon aus, da alle MCUs über ein I2C 
Interface verfügen und keine anderen Busschaltkreise zu erkennen sind). 
Interessant ist aber, daß die Versorgungsspannug auch über die 
Busleitungen übertragen wird. Zu jeder Fernbedinung gehen also nur 2 
Leitungen, die gleichzeitig Kommunikation und Stromversorgung 
darstellen. Das hab ich mir aber noch nicht genauer angeschaut.