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Musterlösung Regler-Hysterese für Relais: Unterschied zwischen den Versionen

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==Anforderung==
 
==Anforderung==
Für viele Regelungsaufgaben (z.B. Heizungssteuerung) ist die Verwendung eines Reglers im Busmodul sehr hilfreich. Jedoch findet man zurecht in der Hilfe-Dokumentation der LCN-PRO Software zur nötigen Angabe des Ziels (Relais als Ausgang) diesen Hinweis:
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Für viele Regelungsaufgaben (z.B. Heizungssteuerung) ist die Verwendung eines Reglers im [[LCN_Busmodule|Busmodul]] sehr hilfreich. Jedoch findet sich zurecht in der Hilfe-Dokumentation der LCN-PRO Software zur nötigen Angabe des Ziels (Relais als Ausgang) dieser Hinweis:
 
<p style="color:blue;">Hinweis: Wenn ein Relais angesteuert werden soll, ist die Programmierung eines Schwellwerts sinnvoller, da das Relais vom Regler bei  50% des Proportionalbereichs (Regelbereich) schaltet. Der Regler würde somit das Relais bei Temperaturänderungen von 0,1°C EIN- und AUS-Schalten!</p>
 
<p style="color:blue;">Hinweis: Wenn ein Relais angesteuert werden soll, ist die Programmierung eines Schwellwerts sinnvoller, da das Relais vom Regler bei  50% des Proportionalbereichs (Regelbereich) schaltet. Der Regler würde somit das Relais bei Temperaturänderungen von 0,1°C EIN- und AUS-Schalten!</p>
 
Gleichzeitig sind Temperaturänderungen von 0,1°K (Kelvin) die kleinste Größe für die [[TS|LCN Temperatursensoren]]. Und in der Praxis treten bei einer Temperaturmessung immer kleine Schwankungen auf. (Bei älteren TS Sensoren wurden durchaus spontane Schwankungen von mehreren Zehntelgrad beobachtet.)
 
Gleichzeitig sind Temperaturänderungen von 0,1°K (Kelvin) die kleinste Größe für die [[TS|LCN Temperatursensoren]]. Und in der Praxis treten bei einer Temperaturmessung immer kleine Schwankungen auf. (Bei älteren TS Sensoren wurden durchaus spontane Schwankungen von mehreren Zehntelgrad beobachtet.)
Wenn man weiterhin die Reglerfunktion mit einer Relaisnutzung kombinieren will, empfiehlt es sich eine Hysteresefunktion zu implementieren. Dies führt zu weniger Relaistaktungen und damit auch zu geringeren Taktungen für die angeschlossenen Bauteile (Ventile) oder Geräte (Motoren).
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Wenn man weiterhin die Reglerfunktion mit einer Relaisnutzung kombinieren will, empfiehlt es sich eine Hysteresefunktion zu implementieren. Dies führt zu weniger Relaistaktungen und damit auch zu geringeren Taktungen für die angeschlossenen Bauteile (Ventile) oder Geräte (Motoren). Dies schont die beteiligten Einheiten und führt häufig zu einem effizienteren Anlagenbetrieb.
  
 
==Lösung==
 
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Version vom 26. Januar 2009, 21:15 Uhr

Diese Musterlösung kann eingesetzt werden, um eine Regelung zu definieren, die als Ausgang ein Relais nutzen will, um z.B. ein Ventil oder einen Motor oder ein sonstiges Geräte zu schalten. Aus unterschiedlichen Gründen will man dabei die Anzahl der Relais-Taktungen gering halten.

Anforderung

Für viele Regelungsaufgaben (z.B. Heizungssteuerung) ist die Verwendung eines Reglers im Busmodul sehr hilfreich. Jedoch findet sich zurecht in der Hilfe-Dokumentation der LCN-PRO Software zur nötigen Angabe des Ziels (Relais als Ausgang) dieser Hinweis:

Hinweis: Wenn ein Relais angesteuert werden soll, ist die Programmierung eines Schwellwerts sinnvoller, da das Relais vom Regler bei 50% des Proportionalbereichs (Regelbereich) schaltet. Der Regler würde somit das Relais bei Temperaturänderungen von 0,1°C EIN- und AUS-Schalten!

Gleichzeitig sind Temperaturänderungen von 0,1°K (Kelvin) die kleinste Größe für die LCN Temperatursensoren. Und in der Praxis treten bei einer Temperaturmessung immer kleine Schwankungen auf. (Bei älteren TS Sensoren wurden durchaus spontane Schwankungen von mehreren Zehntelgrad beobachtet.) Wenn man weiterhin die Reglerfunktion mit einer Relaisnutzung kombinieren will, empfiehlt es sich eine Hysteresefunktion zu implementieren. Dies führt zu weniger Relaistaktungen und damit auch zu geringeren Taktungen für die angeschlossenen Bauteile (Ventile) oder Geräte (Motoren). Dies schont die beteiligten Einheiten und führt häufig zu einem effizienteren Anlagenbetrieb.

Lösung

Der Regler im Modul wird zunächst wie gewünscht definiert und als Ausgang (Ziel) auch das gewünschte Relais angegeben. Dann werden für das Relais die Statuskommandos aktiviert und die entsprechenden C-Tasten mit Kommandos so belegt, dass diese den Sollwert des Reglers so verschieben, dass sich die gewünschte Hysterese einstellt.

Handbetrieb

Da hier eine automatische Regelung gewünscht ist, braucht man in der Regel keinen manuellen Eingriff. Trotzdem sollte zumindest die Möglichkeit vorsehen sein, über einen Tastendruck den verstellten Sollwert wieder auf einen gewünschten Standardwert zurückzusetzen.

Automatikbetrieb

Die hier vorgestellte Lösung bietet die gewünschte automatische Regelung. Ein Teil der Lösung sollte dafür sorgen, dass regelmäßig zu geeigneten Zeitpunkten (in der Regel einmal nachts) der verschobene Sollwert wieder auf einen Standardwert zurückgesetzt wird. Ebenso sollte beim Modulstart (nach Stromausfall) ein gewünschter Standardwert gesetzt werden.

Vorteile und Besonderheiten

.. hier werden die wesentlichen Vorteile und Besonderheiten der Lösung beschrieben.

Implementierung

.. hier folgend die Details zur Implementierung:

Ein Temperatursensor am Sensor-Moduls bringt den Ist-Temperaturwert in den Regler des Regler-Moduls. Bei der Ansteuerung eines Ventils kommt ein Relais am Aktor-Modul zum Einsatz. Der Regler spricht das Relais je nach Temperaturverlauf im "Heizen"-Betrieb an.

Wenn nun das Aktor-Modul die Statustasten für Relais freigibt, kann man in der C-Tabelle weitere Aktionen hinterlegen, sobald das Relais ein- (=LANG) oder aus- (=LOS) geschaltet wird. Für den Heizbetrieb wird beim LANG-Befehl das Kommando

"Verändere Sollwert relativ zum aktuellen Wert um +3"  (+0.3°K) 

fürs Regler-Modul hinterlegt und beim LOS-Befehl das entgegengesetzte Kommando

"Verändere Sollwert relativ zum aktuellen Wert um -3"  (-0.3°K)

fürs Regler-Modul hinterlegt. Damit wird immer dafür gesorgt, dass sobald mal der Sollwert erreicht wurde, dieser künstlich verschoben wird und damit als noch deutlich unterschritten bzw. als bereits deutlich überschritten angesehen wird. Somit wird praktisch eine Hysterese von 0.3°K eingerichtet. Als Folge klackern die Relais damit deutlich weniger.

Verwendete Komponenten

Zur Realisierung dieser Musterlösung wird neben einem Temperatursensor (z.B: TS) und dem Relais (z.B. R2H) mindestens ein Busmodul (z.B. SHS) benötigt, das gleichzeitig als Sensor-Modul, als Regler-Modul und als Aktor-Modul dienen kann.

Ein Temperatursensor wird am Sensor-Modul angeschlossen, um den Ist-Wert für die Regelung zu liefern. In der Regel ist dies Sensor-Modul auch gleichzeitig das Regler-Modul, dessen Regler die eigentliche Regelung macht. (Theoretisch ließe sich der Temperaturwert auch von einem Sensor-Modul zu einem anderen Regler-Modul kopieren; allerdings braucht man für diese Übertragung wieder einen Regler.)

Im Regler-Modul wird zumindest einer der beiden Regler benötigt. (Die Lösung lässt sich auch gleichzeitig für beide Regler anwenden.)

Der Regler steuert das Relais, welches an das Aktor-Modul angeschlossen ist. Im Aktor-Modul muss für die Relaisgruppe das Statuskommando aktiviert sein und alle entsprechenden Tastenbelegungen der Tasten-Tabelle C müssen verfügbar sein.

Parametrierung

Diese Beispiel-Parametrierung (in den wesentlichen Teilen) bezieht sich auf eine Raumtemperaturregelung mit einem Relais, das das Ventil für den Heizkreis schaltet. Das Beispiel-Modul 123 übernimmt dabei hier alle Rollen als Sensor-Modul, als Regler-Modul und als Aktor-Modul:

ID:	123
Typ:	LCN-SH+ Modul                                              // Sensor-, Regler- und Aktor- Modul
Hersteller:	Issendorff
I-Anschluss:	Kein Sensor, Temperatur Sensor angeschlossen       // IST Temperatur in R1Var
P-Anschluss:	Binär-Sensor, Relais
Statuskommandos:
 Relais 5-8 / Tasten C5-C8                                        // u.a. auch für Relais 7
Regler 1:	Heizen, Regler nicht sperrbar
 // (Regelbereich von 20°C - 21°C) 20.5°C ist bei 50% des Proportionalbereichs
 Sollwert: 1210 (21°C), Proportionalbereich: 10 (1.0 °C)         
 Quelle:  R1Var
 Ziel: Segment 0, Modul 123 Relais 7                              // Heizkreis Ventil am Aktor-Modul
Tabelle C:
 Taste C7                                                         // Statustaste für Aktor Relais (Regler 1)
 Ziel: Segment 0, Modul 123 (Statuskommandos Rel. 7;)             // Ziel ist das Regler-Modul
     Kurz: Unprogrammiert        
     // Regler 1 hat das Relais nach Unterschreiten des Sollwert eingeschaltet.
     // Dann wird hier der Sollwert sofort um 0.3°K angehoben, 
     // damit zumindest diese Temperaturerhöhung erreicht werden muss bevor das Relais wieder ausschalten kann.
     Lang: Ändere Regler1 Sollwert (rel.) +3  
     // Regler 1 hat das Relais nach Überschreiten des Sollwert ausgeschaltet.
     // Dann wird hier der Sollwert sofort um 0.3°K abgesenkt, 
     // damit zumindest diese Temperaturabsenkung eintreten muss bevor das Relais wieder einschalten kann.
     Los:  Ändere Regler1 Sollwert (rel.) -3

Anhang

.. hier steht die Liste der Anhänge (Dokumente, Programme, Bilder, etc.), die für die Lösung bzw. Erklärung hilfreich sind.

Bewertung

.. hier folgend einige Hinweise zur Bewertung der Lösung

Aufwand

.. hier wird der Aufwand für die Lösung beschrieben (wie schwierig ist die Umsetzung) ..

Zuletzt erprobt

.. hier können Anwender (max. 5 Einträge: Datum, Name, Kommentar) sich eintragen, die diese Lösung zuletzt erprobt (verwendet, geprüft) haben.

Varianten und Alternativen

.. hier stehen Varianten zur obigen Basislösung oder entsprechende Wiki-Links zu Beiträgen, die die Variante genauer darstellen. .. hier stehen alternative Lösungen, die schon irgendwo beschrieben wurden

Weblinks

.. hier stehen Links (Wiki oder WWW) zu ähnlichen Lösungen oder Varianten und zu weiterführenden Informationen ..