Nachdem ich mehrere Räume mit FHEM und Homematic Komponenten (HM-CC-RT-DN, HM-CC-TC, HM-CC-VD, HM-SEC-SC) automatisiert habe, war ich mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Es ließen sich Optimierungen der Heizkesselsteuerung vornehmen und die Heizkosten entwickelten sich in die richtige Richtung.
Nach einiger Laufzeit machten sich die ersten Geräte bemerkbar, bei denen die Batterie zur Neige ging. Bei den meisten Devices ist dies nach mehr als einem Jahr Betriebszeit der Fall. Einige wenige HM-SEC-SC2 halten nur wenige Monate durch. Eine Ursache konnte ich bisher nicht identifizieren. Mittlerweile geht mir das Wechseln der Batterien auf den Nerv.
Ein zweiter Grund für die Suche nach Alternativen war die Diskussion in der Familie, dass die Funk Devices den Elektrosmog im Haus erhöhen und dass negative Auswirkungen auf die Gesundheit zu befürchten seien. Das Systemdesign von Homematic mit geringer Sendeleistung und limitierter Stundenleistung spricht eher für einen sehr geringen Beitrag zum Elektrosmog im Haus. Aber die Diskussion in nun mal da.
Also machte ich mich auf die Suche nach einer kabelgebundenen Lösung für die Einzelraumregelung. Nachdem KNX auf Grund hoher Kosten bereits bei der Auswahl von FHEM / Homematic ausgeschieden ist, bin ich auf 1-Wire aufmerksam geworden. Die ersten Gehversuche mit Temperatursensoren und Schaltaktoren waren sehr ermutigend. Somit wagte ich mich zur Temperaturregelung vor.
Bisher ist noch nicht alles in Betrieb. Die Kernkomponente der Heizungsregelung ist zum Ende der Heizperiode gut gelaufen. Der Rest ist dann Feintuning.
Geräteauswahl:
1-Wire Schnittstelle: 1-Wire USB Interface mit DS2480 (ebay)
Ansteuerung Ventil und Fensterkontakt: Dual I/O Modul (DS2413), (Art. 11205, eservice-online.de)
Raumklima: Unterputz Wohnraumsensor (DS18B20), (Art. 11123, eservice-online.de), noch nicht in Betrieb, Ist-Temperatur wird noch über HM-WDS40-TH-I erfasst
Fensterkontakt: Reedkontakt Einbau/Aufbau 5m, (Art. 11351, eservice-online.de), noch nicht in Betrieb genommen
Thermoelektrisches Ventil: Möhlenhoff Alpha5, 230 V
Software Struktur:
Generell habe ich den OWFS als Verbindung zum USB Interface genutzt. Kurzzeitig hatte ich auch mal mit OWX getestet, fand dann aber OWFS einfacher zu handhaben. In die Tiefe der genauen Vor- und Nachteile von OWX und OWFS bin ich nicht gegangen.
Das Blockschaltbild im Anhang zeigt den Aufbau.
Heating_Control:
Gibt die Soll-Temperatur an Hand eines Wochenzeitprogramms für den PID Regler vor. Zusätzlich wertet das Device die den Reedkontakt für die Fensteröffnung über den Kanal B des DS2413 aus.
PID20:
Erzeugt die Stellgröße 0 ..100 % für die PWM Erzeugung aus. Eingestellte Parameter:
pidActorInterval = 210 (siehe PWM Erzeugung)
pidActorTreshold = 5
pidFactor_D =0.5
pidFactor_I =0.2
PWM Erzeugung:
Ist über drei dummy Variablen gelöst: cycleTime, onTime, actuator. Die cycleTime bestimmt die Zeitdauer für einen on/off Zyklus. Bei einer Änderung von actuator wird eine neue onTime errechnet und ein at / on-for-timer Ablauf neu gestartet. Das gewählte Ventil hat eine Auf/Zu Laufzeit von 210 sec. Dies habe ich als cycleTime eingestellt. Totzeit und Verharrungszeit sind nicht bekannt und bleiben daher erst mal aussen vor.
Diskussion:
Verwöhnt von den Homematic Komponenten ist der Do-it-yourself Anteil bei 1-Wire deutlich höher. Verkabelung, Spannungsversorgung o.ä. möchte ich an dieser Stelle gar nicht diskutieren – das ist ja ein Systemmerkmal. Die Dokumentation der Devices ist spärlicher, weniger ausführlich und mit weniger Beispielen illustriert.
Absolut Klasse war die Leichtigkeit mit der sich Heating_Control, PID und PWM Erzeugung untereinander und mit den 1-Wire Devices verschalten ließen. Ein großes Lob an die Autoren und Maintainer – gut gemacht !
Ein paar Ideen zur Verbesserung des Gesamtsystem möchte ich zur Diskussion stellen:
Die PWM Erzeugung ist über die dummys nicht sehr einfach zu instanzieren. In einer ruhigen Stunde werde ich mal versuchen ein Device daraus zu erzeugen.
Das Wochenprogramm für Heating_Control wird bei der Device Erzeugung angegeben. Eine Möglichkeit der Änderung zur Laufzeit habe ich bisher nicht entdeckt. Schick wäre es, wenn der HMinfo Mechanismus der tempList verwendbar wäre. Weiterhin stünde eine wöchentliche Entkalkungsfahrt auf der Wunschliste.
Die Regler Parameter der PID20 sind empirisch ermittelt und haben bisher nur das Ende einer Heizperiode als Reifezeit gehabt. Das Regelverhalten ist zu beobachten und ggf. die Parameter anzupassen.
So – das war mal ein kurzer Abriss zu meiner Lösung in Arbeit. Besteht Interesse an weiteren Details? Ausarbeitung von Codebeispielen?
Gruß
FillyFairy
Schönes Projekt, wie weit bist du inzw? Nur schade das man für jeden Heizkörper/Reed Kontakt einen doch nicht ganz günstiges Dual I/O Modul (DS2413) Modul benötigt.
Das ist, pardon, Unsinn.
Ein DS2413 kostet bei einem bekannten Versender 1,90 € - was ist daran "nicht ganz günstig ?"
pah
Kein Thema ;) Für mich als noch Laie, ist mir nicht klar was da noch an Technik/Schaltung nötig ist?
Vielleicht kannst du dazu ja beitragen :)
Zitat von: FilliFairy am 11 Juni 2015, 21:35:42
Ansteuerung Ventil und Fensterkontakt: Dual I/O Modul (DS2413), (Art. 11205, eservice-online.de)
Den Link habe ich mal angeklickt, das kommt aber nur das Koppelrelais. Hast du da eine Artikelnr. vertauscht? Ausserdem ist es ein Standart-Finder-Relais, Industrieware, überall erhältlich (nur als Hinweis, das es dieses Teil "überall" gibt)
Thomas
Hallo Thomas_SH,
hier der Link zur Webseite:
http://www.eservice-online.de/produkte/1-wire-bus/eingang-ausgang-zaehler/71/1-wire-dual-digital-ein/ausgangsmodul
Der Punkt bei diesem Modul ist die Schaltung des Ventils über ein Halbleiterrelais (kein mechan. Verschleiss, kein Relais klackern).
@Michael20 : der DS2413 selbst ist nur der 1-wire Chip (wie pah richtig bemerkte ein Pfennigartikel). Dazu kommt ja dann die weitere Beschaltung, PCB, Klemmen, Gehäuse, etc. Also preislich geht das für mich i.O. Falls jemand alternative Produkte kennt, bin ich für einen Hinweis dankbar.
Gruss
FillyFairy
Hi,
ich bin gerade auf diesen Thread gestoßen, weil ich mir etwas ähnliches überlege.
Reden wir hier tatsächlich über normale Heizkörper oder über Fußbodenheizung? Letzteres wäre für mich nicht so interessant.
Die Stellantriebe, sind das tatsächlich solche 12€-Teile? ...bzw. etwa 15€ in der 24V-Ausführung?
Klappt das mit dem 210-Sekunden PWM tatsächlich, die Dinger einigermaßen auf Zwischenstellungen zu bringen, oder gehen die einfach ständig auf und zu? Ich denke, letzteres wäre für ein normales Heizsystem nicht so schön (oder?).
Wenn das tatsächlich so einfach geht, dann frage ich mich, warum das nicht mehr Leute so machen. Das einzig "hässliche" ist das Kabel zum Stellantrieb, aber wenn man mal richtig renoviert, dann lässt sich das ganz gut verstecken. Ansonsten (für die 24V-Variante) reicht da auch ein MOSFET oder ähnliches. Dann eine Steuerung per Homematic-Wired-Homebrew und perfekt...
Gruß,
Thorsten
Hi,
die Möllenhoff Stellantriebe können PWM? Ich habe noch nicht ganz verstanden :
1. wofür die Stellantriebe PWM benötigen? Drehen Sie dann langsam oder schneller auf/zu?
2. Wie man das PWM Signal zum Stellantrieb bekommt. Der DS2413 kann ja nur 1/0, also An oder Aus
3. Wie man die durch PID20 errechneten Öffnungsgrad nun genau auf den Stallantrieb bringt damit dieser diesen Öffnungsgrad auch t atsächlich abbildet.
Ich habe vor einem Jahr unser neues "altes" Haus komplett innen saniert. Dabei habe ich gleich vom Keller bis zu jeder Heizung/ bis zu jedem Fenster/ bis zu einem TempMessPunkt pro Raum ein Eib-Buskabel verlegt. LinienArt, Pro Zusammenhängende Räume ein Kabel.
Ich benutze MAX und HM Thermostate. Mir ging es ebenfalls um das lästige Batterien-wechseln. Ich habe über das Buskabel 5V in jedem Raum gebracht und will die 5V direkt and die HM Thermostate bringen. An die MAX Thermostate über einen 3V Step-Down Linearregler
Als Fensterkontakte habe ich an jeder Fensterlaibung Unterputz-Panstamps (Mini-Arduinos mit Funkmodul) ebenfalls an der 5V leitung mit Linear StepDown Wandler und pro Fensterflügel 2 Reedkontakte hängen.
Die Buskabel münden alle im Keller vor meinem 19"Rack, da ist ein Schaltkasten wo ich in das Buskabel 5VDC und 12VDC einspeise. Die Netzteile kommen noch an eine 19" Rack USV dran
Diese Stellantriebe "drehen" gar nicht. Sondern ein Kunststoffteil wird darin erwärmt, verbiegt sich und lässt dem Ventilstößel mehr Raum (sehr grobe Beschreibung - aber das führt zur Bezeichnung "thermoelektrisch").
Das Ziel ist also, mit einer sehr nichtlinearen und auch nicht bekannten Kennlinie per PWM so viel Energie dort hinein zu pumpen, dass gerade eine bestimmte Ventilstellung erreicht wird.
LG
pah
Zitat von: Prof. Dr. Peter Henning am 06 Januar 2017, 09:32:50
Das Ziel ist also, mit einer sehr nichtlinearen und auch nicht bekannten Kennlinie per PWM so viel Energie dort hinein zu pumpen, dass gerade eine bestimmte Ventilstellung erreicht wird.
Zumindest außerhalb von FHEM funktioniert es, ist bei einer Loxone standardmäßig implementiert. Hab ich vor kurzem umgesetzt, die Loxone steuert über KNX-Heizungsaktoren die Stellventile per PWM und hält sie damit auf einer vorgegebenen prozentualen Öffnung.
Gruß
Uwe
Zitat von: Tobias am 06 Januar 2017, 07:57:04die Möllenhoff Stellantriebe können PWM?
Das kommt darauf an, was man unter "können PWM" versteht. Es scheint so, dass "klassische" Hausautomatisierer PWM bei Stellantrieben so verstehen, dass man mit einer Zykluszeit im Bereich mehrerer Minuten arbeitet. D.h. der Stellantrieb geht tatsächlich meistens komplett auf und zu. So gesehen kann jedes Gerät, was sich ein- und ausschalten lässt irgendwie PWM.
Zitat
Ich habe noch nicht ganz verstanden :
1. wofür die Stellantriebe PWM benötigen? Drehen Sie dann langsam oder schneller auf/zu?
Siehe Antwort von pah.
Zitat
2. Wie man das PWM Signal zum Stellantrieb bekommt. Der DS2413 kann ja nur 1/0, also An oder Aus
Ja, genau. PWM ist ja nichts anderes als mehr oder weniger schnell mehr oder weniger an bzw. aus zu machen.
Zitat3. Wie man die durch PID20 errechneten Öffnungsgrad nun genau auf den Stallantrieb bringt damit dieser diesen Öffnungsgrad auch t atsächlich abbildet.
Das bekommt man wahrscheinlich nicht wirklich hin. Es ist aber auch fast egal. Die Hauptsache ist, dass "PWM-Rate zu Wärmeabgabe" eine monotone Funktion ist, die wenigstens einen streng monotonen Bereich hat. (Oder so.) Anders gesagt: Mehr PWM muss im Prinzip mehr warm ergeben. Dann kann man regeln. Natürlich wäre es wünschenswert, den Prozess komplett im Griff zu haben, aber das geht nur mit viel teureren Geräten.
Zitat
Ich benutze MAX und HM Thermostate. Mir ging es ebenfalls um das lästige Batterien-wechseln. Ich habe über das Buskabel 5V in jedem Raum gebracht und will die 5V direkt and die HM Thermostate bringen. An die MAX Thermostate über einen 3V Step-Down Linearregler
Mir geht es gar nicht so sehr um die Batterien, als vielmehr darum, die Ventile besser im Griff zu haben. Mit den HM-Reglern wird das bei mir mehr und mehr zum Murks. Kabel zu den HM-Thermostaten zu legen wäre für mich das unschöne mit dem ungewünschten zu verbinden.
Zitat von: Prof. Dr. Peter Henning am 06 Januar 2017, 09:32:50
Diese Stellantriebe "drehen" gar nicht. Sondern ein Kunststoffteil wird darin erwärmt, verbiegt sich und lässt dem Ventilstößel
Soweit ich das bisher herausgelesen habe, gibt es mindestens drei Mechanismen:
- Den von Dir beschriebenen.
- Eine Flüssigkeit, die bei der Erwärmung gasförmig wird. Beim Phasenübergang geht das Ventil jeweils relativ schnell auf bzw. zu, aber vorher und nachher dauert es immer ein bisschen. Das ist für eine "stetige" Ansteuerung nicht wirklich gut.
- Ein Öl, das sich bei Erwärmung relativ stark ausdehnt (aber flüssig bleibt). Wenn man so etwas erwischt, dann dürfte man mit PWM eine Chance haben.
ZitatDas Ziel ist also, mit einer sehr nichtlinearen und auch nicht bekannten Kennlinie per PWM so viel Energie dort hinein zu pumpen, dass gerade eine bestimmte Ventilstellung erreicht wird.
...oder dass das Ventil so auf und zu fährt, dass es im Mittel die gewünschte Ventilstellung ergibt. Das, was man per PWM diesen Teilen "antut" liegt wahrscheinlich irgendwo dazwischen.
Wahrscheinlich muss man das wirklich mal ausprobieren.
Gruß,
Thorsten
Zitat von: UweH am 06 Januar 2017, 09:47:42
Zumindest außerhalb von FHEM funktioniert es, ist bei einer Loxone standardmäßig implementiert. Hab ich vor kurzem umgesetzt, die Loxone steuert über KNX-Heizungsaktoren die Stellventile per PWM und hält sie damit auf einer vorgegebenen prozentualen Öffnung.
Dazu hätte ich drei Fragen:
- Woher weißt Du, dass die Stellventile auf einer vorgegebenen prozentualen Öffnung gehalten werden?
- Was für Antriebe sind das?
- Mit welcher Zykluszeit arbeitet die PWM?
Danke&Gruß,
Thorsten
Zitat von: Thorsten Pferdekaemper am 06 Januar 2017, 09:56:10
Dazu hätte ich drei Fragen:
- Woher weißt Du, dass die Stellventile auf einer vorgegebenen prozentualen Öffnung gehalten werden?
- Was für Antriebe sind das?
- Mit welcher Zykluszeit arbeitet die PWM?
Danke&Gruß,
Thorsten
zu 1. Ist am Ventil schön anhand des eingebauten Zeigers zu sehen
zu 2. Für den genauen Typ müsste ich gelegentlich nachsehen, es sind aber "normale" thermoelektrische Antriebe wie von pah beschrieben. Die Dinger brauchen ein paar Minuten bis zur vollen Öffnung und werden dann auch merklich warm (auch ohne Warmwasser im System ;) )
zu 3. Direkt gemessen habe ich das nicht, durch die Status-LEDs der Heizungsaktoren sieht man aber recht gut, in welchem Takt die Ventile angesteuert werden. Das bewegt sich im Sekundentakt, keine minutenlange Ansteuerung (nur beim Hochfahren etwas länger). Eher das Prinzip lustiges Mäusekino als gemächliches Ein und Aus.
Die nötige Ventilstellung berechnet die Loxone anhand der Temperaturen und in der Loxone Heizungssteuerung wird dann die Ventilöffnung auch als prozentualer Wert ausgegeben.
Gruß
Uwe
Zitat von: UweH am 06 Januar 2017, 16:16:24
zu 1. Ist am Ventil schön anhand des eingebauten Zeigers zu sehen
Cool, das gibt Hoffnung.
Zitatzu 2. Für den genauen Typ müsste ich gelegentlich nachsehen, es sind aber "normale" thermoelektrische Antriebe wie von pah beschrieben. Die Dinger brauchen ein paar Minuten bis zur vollen Öffnung und werden dann auch merklich warm (auch ohne Warmwasser im System ;) )
Es wäre nett, wenn Du mal nachschauen könntest. Da scheint es nämlich verschiedene Konstruktionen zu geben und ich vermute, dass die auf das PWM unterschiedlich reagieren.
Zitatzu 3. Direkt gemessen habe ich das nicht, durch die Status-LEDs der Heizungsaktoren sieht man aber recht gut, in welchem Takt die Ventile angesteuert werden. Das bewegt sich im Sekundentakt, keine minutenlange Ansteuerung (nur beim Hochfahren etwas länger). Eher das Prinzip lustiges Mäusekino als gemächliches Ein und Aus.
Mit Sekundentakt, meinst Du da mehrere Schaltvorgänge pro Sekunde, in etwa eine Sekunde zwischen den Schaltvorgängen oder mehr so 15-30 Sekunden pro Schaltvorgang?
Gruß,
Thorsten
Meine Möhlenhoff Stellantriebe werden nicht warm - verbrauchen aber nur 1W (230V) im angeschalteten Zustand und brauchen gut 2-3 Minuten.
Ich vermute mal, wenn "more Power" vorhanden ist, daß die Dinger auch schneller schalten können. Damit steigt dann aber auch der notwendige Strom für jeden Radiator - und das wird auf die Jahre gesehen doch teurer...
Thorsten, welches Problem hast Du den mit den Ventilen der Homematic-Stellantriebe im Detail?
Ciao, -MN
Zitat von: Morgennebel am 06 Januar 2017, 17:14:39Meine Möhlenhoff Stellantriebe werden nicht warm
Tja, da frage ich mich, ob die Teile überhaupt noch richtig funktionieren, wenn ich die an meine z.T. 70°C warmen Heizkörper schrauben würde.
Zitat- verbrauchen aber nur 1W (230V) im angeschalteten Zustand und brauchen gut 2-3 Minuten.
Das scheint die normale Zeit für einmal komplett zu bis komplett auf zu sein.
ZitatIch vermute mal, wenn "more Power" vorhanden ist, daß die Dinger auch schneller schalten können. Damit steigt dann aber auch der notwendige Strom für jeden Radiator - und das wird auf die Jahre gesehen doch teurer...
Wie soll das gehen? 500V dranhängen? Die Power wird ja durch den Widerstand des Heizelements und die Spannung vorgegeben. D.h. man kann da nicht mehr Power draufgeben.
ZitatThorsten, welches Problem hast Du den mit den Ventilen der Homematic-Stellantriebe im Detail?
Also:
- Ich kann nicht auf Änderungen der Vorlauftemperatur reagieren. ...oder nur sehr indirekt und damit zu langsam. Es ist immer blöd, wenn es im Schlafzimmer 25°C hat, weil gerade jemand geduscht hat. Da wäre es besser, wenn ich direkt die Ventilstellung vorgeben könnte. Ich weiß, mit Tricks geht das auch bei HM, aber das ist nicht wirklich schön.
- Die Stellkraft beträgt glaube ich nur 60N (ich finde jetzt die Quelle nicht mehr). Die thermischen Teile können so ungefähr 100N.
- Die Teile haben Batterien.
- Die Dinger sind nicht sonderlich stabil. Meine Katzen halten sie gerade noch aus, aber ich weiß nicht, was passiert, wenn mein Kleiner laufen lernt.
- Wer Funk kennt, nimmt Kabel...
Gruß,
Thorsten
Zitat von: Thorsten Pferdekaemper am 06 Januar 2017, 19:28:10
Wie soll das gehen? 500V dranhängen? Die Power wird ja durch den Widerstand des Heizelements und die Spannung vorgegeben. D.h. man kann da nicht mehr Power draufgeben.
In meiner simplen Welt hat ein Stellantrieb mit höheren Widerstand des Heizelements mehr Power. D.h. ein Stellantrieb, der 3-5W zieht, sollte den Toggle schneller vornehmen können...? Hab da einen SIEMENS Stellantrieb mit 4W gefunden, der macht den toggle in 150s...
Zitat von: Thorsten Pferdekaemper am 06 Januar 2017, 19:28:10
Ich kann nicht auf Änderungen der Vorlauftemperatur reagieren. ...oder nur sehr indirekt und damit zu langsam. Es ist immer blöd, wenn es im Schlafzimmer 25°C hat, weil gerade jemand geduscht hat. Da wäre es besser, wenn ich direkt die Ventilstellung vorgeben könnte. Ich weiß, mit Tricks geht das auch bei HM, aber das ist nicht wirklich
Das klingt... seltsam... Aber ist das Problem jetzt an den Radiatoren oder an der Heizung selbst zu suchen? Vielleicht wäre ein nachträglich eingebauter Mischer für die Radiatoren mit den STELLMOTOR-Modul der elegantere Ansatz? Warum macht der Heizungsthermostat nicht früher zu - ich kann mir nur schwer vorstellen, daß bei measured-temp > desired-temp der Heizungsthermostat zumacht und dann das Zimmer noch bis 25 Grad mit der Resttemperatur aufheizt...?
Die anderen Argumente sind "Halbargumente". Mit Axial-Ventilen schauen die Heizungsthermostaten nicht besonders hervor und die haben meiner 10- und 12-jährigen Kinder bisher überlebt. Vielleicht habe ich in den nächsten 4 Jahren ein Verlust von 2-3 Thermostaten (=100 EUR) - damit kann ich leben. Dafür läuft es, die Ersatzteile kommen schnell und einfach und selbst meine Kinder können die Batterien wechseln...
Ciao, -MN
Zitat von: Morgennebel am 06 Januar 2017, 20:28:01In meiner simplen Welt hat ein Stellantrieb mit höheren Widerstand des Heizelements mehr Power.
Naja:
P = U * I und U = R * I (oder auch I = U / R)
=> P = U * U / R
D.h. kleinerer Widerstand macht größere Leistung bei gleicher Spannung.
ZitatD.h. ein Stellantrieb, der 3-5W zieht, sollte den Toggle schneller vornehmen können...?
Ja, das wahrscheinlich schon. Man kann aber nicht demselben Stellantrieb einfach mehr Power geben.
ZitatDas klingt... seltsam... Aber ist das Problem jetzt an den Radiatoren oder an der Heizung selbst zu suchen?
Ich würde mal sagen, dass beides zusammenkommt.
ZitatVielleicht wäre ein nachträglich eingebauter Mischer für die Radiatoren mit den STELLMOTOR-Modul der elegantere Ansatz?
Damit könnte man ein Teil davon verbessern, das stimmt. Dadurch, dass ich keinen Mischer habe, schwankt die Vorlauftemperatur schonmal. Außerdem bleibt oft 70° im Vorlauf, nachdem die Heizung warmes Wasser gemacht hat. Das könnte man mit einem Mischer wegbekommen.
Was ich damit aber nicht wegbekomme ist das: Ich habe recht niedrige Vorlauftemperaturen, was bedeutet, dass ein Aufheizen sehr lange dauert. (Wenn man's mal wärmer haben will. Ich senke nicht regelmäßig ab.) Um das zu verbessern, habe ich mal ein "Vorlauf-Boost" eingebaut, was dann aber wieder zum Problem in anderen Räumen führt. Der Mischer ist ja für alle da und nicht für einzelne Heizkörper.
ZitatWarum macht der Heizungsthermostat nicht früher zu - ich kann mir nur schwer vorstellen, daß bei measured-temp > desired-temp der Heizungsthermostat zumacht und dann das Zimmer noch bis 25 Grad mit der Resttemperatur aufheizt...?
Doch, das tut er. Die Homematic-Teile lernen. Die lernen z.B. auch, dass sie weit aufmachen müssen, wenn sie ein bisschen heizen wollen, da bei mir der Vorlauf niedrig ist. Wenn jetzt halt der Vorlauf doch mal 70° hat, dann glüht der Heizkörper nach den etwa 2,5 Minuten, die ein Homematic-Ventil mindestens aufmacht. Wenn dann noch das Zimmer recht klein ist...
Zitat
Die anderen Argumente sind "Halbargumente".
Man könnte auch sagen Geschmacksache. ...ach ja: Habe ich erwähnt, dass die Dinger auch noch hässlich sind?
Gruß,
Thorsten
Zitat von: Thorsten Pferdekaemper am 06 Januar 2017, 20:45:49
Doch, das tut er. Die Homematic-Teile lernen. Die lernen z.B. auch, dass sie weit aufmachen müssen, wenn sie ein bisschen heizen wollen, da bei mir der Vorlauf niedrig ist. Wenn jetzt halt der Vorlauf doch mal 70° hat, dann glüht der Heizkörper nach den etwa 2,5 Minuten, die ein Homematic-Ventil mindestens aufmacht. Wenn dann noch das Zimmer recht klein ist...
Lösungsvorschlag: https://wiki.fhem.de/wiki/HM-CC-RT-DN_Funk-Heizk%C3%B6rperthermostat#Temperatursensoren
Du baust Dir einen virtuellen Wandthermostaten für Dein Schlafzimmer. Dieser erhält bei einer Vorlauftemperatur kleiner als 50°C die normalen Meßdaten Deines Wandthermostaten oder Heizkörper-Stellantriebes (Dein Normalbetrieb). Ist die Vorlauftemperatur größer als 50°C meldest Du ein measured-temp von 35°C and den Heizkörper-Stellantrieb.
Das zwingt den Heizkörper-Stellantrieb auf eine Ventilstellung von Null und die hohe Vorlauftemperatur glüht Deinen Heizkörper nicht auf.
Müßte sich elegant mit einem DOIF realisieren lassen...
Ciao, -MN
Zitat von: Morgennebel am 07 Januar 2017, 12:59:58
Lösungsvorschlag:
Danke für die Vorschläge. Zumindest ist es sehr nett von Dir, meine Problemchen lösen zu wollen. (Wirklich, bitte keine Ironie reinlesen.)
ZitatDu baust Dir einen virtuellen Wandthermostaten für Dein Schlafzimmer. Dieser erhält bei einer Vorlauftemperatur kleiner als 50°C die normalen Meßdaten Deines Wandthermostaten oder Heizkörper-Stellantriebes
Die des Stellantriebs selbst geht so nicht. Wenn das Ding mal gepeert ist, dann kann man die intern gemessene Temperatur nicht mehr rausbekommen. Da müsste man auch noch peeren und wieder unpeeren.
Zitat(Dein Normalbetrieb). Ist die Vorlauftemperatur größer als 50°C meldest Du ein measured-temp von 35°C and den Heizkörper-Stellantrieb.
Das zwingt den Heizkörper-Stellantrieb auf eine Ventilstellung von Null und die hohe Vorlauftemperatur glüht Deinen Heizkörper nicht auf.
Noch einfacher wäre, temporär die Solltemperatur runterzusetzen. Im Prinzip ist es das, was wir momentan manuell machen. Mal sehen, vielleicht baue ich da sogar eine kleine Automatik ein.
Allerdings: Was passiert damit, wenn die Vorlauftemperatur längere Zeit oben bleibt. ...z.B. weil die ganze Familie am Duschen ist oder es tatsächlich -20° draußen hat? Da müsste man dann wieder etwas mehr Intelligenz einbauen. Um dann ein starkes Überschwingen zu vermeiden müsste man allerdings die Solltemperatur langsam anheben, so dass der Thermostat nicht gleich wieder voll aufmacht (oder so). Naja...
Was ich mir momentan so überlege: Man müsste doch eigentlich ein mathematisches Modell zusammenbasteln können für den Zusammenhang zwischen Ventilstellung, Vorlauftemperatur, Außentemperatur, Soll-Temperatur, Ist-Temperatur und Temperaturgradient. Vielleicht auch noch der Gradient der Vorlauftemperatur. Natürlich bleiben da ein paar Parameter unbekannt oder auch nur sehr ungenau bestimmbar, aber dafür hat man ja dann die Regelung.
Anders gesagt: Ich will nicht nur ein konkretes Problem lösen, sondern eine prinzipiell bessere Heizungs- und Raumregelung hinbekommen.
Gruß,
Thorsten
Nun,
ich bin ein starker Anhänger des Pareto-Prinzips - die ersten 80% gehen in 20% der Zeit. Und dann höre ich auf und kümmere mich lieber um meine Familie.
Daher würde ich ganz simpel einen Wandthermostaten in das Zimmer setzen und dann die DOIF-Lösung in etwa
define DI_HeizungsStop DOIF ([Aussentemperatur] > -5.0 and [Sen_1Wire_VorlauftemperaturRadiatoren] >= 50)
(set Schlafzimmer.Wandthermostat controlManu off)
DOELSEIF ([Aussentemperatur] > -10.0 and [Sen_1Wire_VorlauftemperaturRadiatoren] >= 55)
(set Schlafzimmer.Wandthermostat controlManu off)
DOELSE
(set Schlafzimmer.Wandthermostat controlMode auto)
attr DI_HeizungsStop wait 15:450
umsetzen. Deine Feinheiten kannst Du mit noch mehr DOIF-Bedingungen empirisch lösen. Das ganze kostet Dich 40 EUR für den Wandthermostaten und ein wenig Geduld für das finden der richtigen Parameter.
Das läßt sich bestimmt auch hochmathematisch-analytisch lösen. Aber die Zeit ist besser mit einem Mensch-Ärgere-Dich-nicht, Uno-Spiel oder eine Kuschelstunde mit Deinen Kindern investiert...
Ciao, -MN
Man müsste doch eigentlich ein mathematisches Modell zusammenbasteln können für den Zusammenhang zwischen Ventilstellung, Vorlauftemperatur, Außentemperatur, Soll-Temperatur, Ist-Temperatur und Temperaturgradient
Nein. Ich befasse mich seit 35 Jahren professionell mit der Modellierung physikalischer Systeme, und sehe keine Aussicht auf Erfolg in dieser Sache.
Hängt nämlich noch ab vom Wärmefiuss zwischen einzelnen Räumen und zur Außenwelt, interner Konvektion etc. - die Temperaturen alleine besagen da gar nichts. Außerdem vom internen Energieeintrag: Wird gerade gekocht, haben die Bewohner Sex etc. Scheint die Sonne, oder nicht ? Trägheit des System (wichtig für Fußbodenheizungen) ?
Vor allem deshalb, weil damit gegenüber einer eher primitiven Regelung nur noch Einsparungen im niedrigen einstelligen Prozentbereich möglich sind.
LG
pah
Zitat von: Prof. Dr. Peter Henning am 07 Januar 2017, 16:52:37Nein. Ich befasse mich seit 35 Jahren professionell mit der Modellierung physikalischer Systeme, und sehe keine Aussicht auf Erfolg in dieser Sache.
Das kommt ganz darauf an, was man als Erfolg betrachtet. Auch eine sehr primitive Regelung baut irgendwie immer auf einem (mathematischen) Modell auf, und wenn das nur besagt "Mehr Durchfluss macht mehr warm".
Zitat
Hängt nämlich noch ab vom Wärmefiuss zwischen einzelnen Räumen und zur Außenwelt, interner Konvektion etc. - die Temperaturen alleine besagen da gar nichts. Außerdem vom internen Energieeintrag: Wird gerade gekocht, haben die Bewohner Sex etc. Scheint die Sonne, oder nicht ? Trägheit des System (wichtig für Fußbodenheizungen) ?
Ja, all das fließt in der Realität mit ein. ...aber eine wesentliche Eigenschaft eines Modells ist eben die Relaxation. D.h. was kann ich weglassen, um mit Hilfe meines Modells trotzdem noch zu einem guten Ergebnis zu gelangen. Ich will ja nicht die benötigte Ventilstellung aus den ganzen Parametern berechnen. Das geht natürlich nicht. Eine Regelung wird immer notwendig sein.
ZitatVor allem deshalb, weil damit gegenüber einer eher primitiven Regelung nur noch Einsparungen im niedrigen einstelligen Prozentbereich möglich sind.
Mir geht es nicht nur um Einsparung, sondern auch um Komfort-Gewinn.
Als Beispiel:
Angenommen ich habe einen PID-Regler, der die Ist-Temperatur bei gleichbleibender Vorlauftemperatur ausreichend präzise auf der Soll-Temperatur hält. Allerdings schwingt das System stark über, wenn die Vorlauftemperatur nach oben geht. Jetzt wäre es nett, wenn man (wenn auch ungenaues) mathematisches Modell hätte, mit dem man geeignete Gegenmaßnahmen "berechnen" könnte. Das muss ja nicht sehr genau sein, da der Regler ja immer noch aktiv ist.
Gruß,
Thorsten
Hallo,
die Diskussion hat sich etwas von der ursprünglichen Fragestellung entfernt bis ich mal wieder im Forum vorbeigekommen bin. Falls die Anworten noch von Interesse sind:
Das Datenblatt des Antriebs gibt Infos zur Funktionsweise (z.B. hier zu finden https://www.heima24.de/heizung/stellantrieb-230-v-moehlenhoff-alpha-5-fuer-heizkreisverteiler-m30-x-15-mm-stromlos-geschlossen-inkl-adapter-va-80.html).
Der Antrieb hat eine Totzeit bis er anspricht und ein Fahrzeit bis die Endstellung erreicht ist. Die Trägheit des thermischen Elements und das Tastverhältniss der PWM Ansteuerung ergibt den gewünschten Ventilöffnungsgrad. Die "Periodendauer" des PWM habe ich auf 210 Sekunden eingestellt.
Läuft mittlerweile seit 2 Jahren an einem normalen Warmwasserheizkörper.
Gruß
FillyFairy
Zitat von: FilliFairy am 08 Januar 2017, 20:25:50die Diskussion hat sich etwas von der ursprünglichen Fragestellung entfernt bis ich mal wieder im Forum vorbeigekommen bin. Falls die Anworten noch von Interesse sind:
Auf jeden Fall!
ZitatDer Antrieb hat eine Totzeit bis er anspricht und ein Fahrzeit bis die Endstellung erreicht ist. Die Trägheit des thermischen Elements und das Tastverhältniss der PWM Ansteuerung ergibt den gewünschten Ventilöffnungsgrad. Die "Periodendauer" des PWM habe ich auf 210 Sekunden eingestellt.
Ist es tatsächlich so, dass Du damit einen bestimmten Ventilöffnungsgrad halten kannst, oder schwingt das Teil eher auf und zu?
Gruß,
Thorsten
Hmmm - das sicher nicht, wenn man mal von 0 und 100% absieht. Dazwischen wird der Antrieb seine Bewegungsrichtung ändern, wenn sich die Eingangspannung ändert. Über den Einfluss von Totzeit und Verharrzeit in der Öffnungs- bzw. Schließphase macht das Datenblatt keine Aussage. Ich habe die Periodendauer mit Verfahrdauer + Totzeit gewählt und beim Tastverhältnis die Totzeit berücksichtigt. Ob sich mit kürzer gewählten Periodendauern bessere Stabilität bezüglich des Ventilöffnungsgrades erzielen läßt, habe ich nicht getestet.
Deine Frage bzw. die dahinter stehenden Bedenken können relevant werden, falls das System zu schwingen beginnt. Möglicherweise sogar über Raumgrenzen hinweg ...
Ich bin nicht sicher, ob die Stabilität des Ventilöffnungsgrades zur Lösung der eigentlichen Regelungsaufgabe die wesentliche Frage ist. Im Grund geht es darum, die Temperatur im Raum in einen Zielkorridor zu bringen. Das bringt die Regelung mit +/- 0.5K Regelabweichung ganz gut hin (siehe Bild im Anhang). Der Temperatur-/Feuchtefühler sitzt an der Aussenwand ohne direkte Wärmestrahlung durch den Heizkörper. Nachtabsenkung der Zentralheizung von 20:00 - 05:00 Uhr.
Die thermischen Prozesse sind sehr träge und die Mess- und Stellfrequenz vergleichsweise hoch. Damit ist das System nicht sehr anfällig durch Schwingen außer Kontrolle zu geraten. Ich glaube die Regelstrecke hat mehr Parameter als man praktischerweise in einem Modell abbilden kann. Da braucht man sich nicht verkopfen. Beobachten und ggf. die PID Koeffizienten anpassen führt schneller zum Ziel.
Soweit meine Erfahrungen - mit offenem Ohr / Auge für pragmatische Anregungen und Diskussionen. Ich lerne gerne dazu...
Gruß
FillyFairy.
Einen Einfall hatte ich noch den schwankenden Vorlauftemperaturen. Ich würde mal versuchen die Vorlauftemperatur in die Regelkoeffizienten eingehen zu lassen. Also Vorlauftemperatur messen und den P - Wert runter setzen, wenn die Vorlauftemperatur hoch geht.
Könnte das so gehen? Was meinen die Regelungstechniker ?
Gruß
FillyFairy
Zitat von: FilliFairy am 09 Januar 2017, 22:04:40
Hmmm - das sicher nicht, wenn man mal von 0 und 100% absieht.
Ich nehme an, Du meinst damit, dass sich keine stabile Ventilstellung einstellt.
Zitat
Ob sich mit kürzer gewählten Periodendauern bessere Stabilität bezüglich des Ventilöffnungsgrades erzielen läßt, habe ich nicht getestet.
Ich habe mir gedacht, dass man so etwas mit höheren Frequenzen, also Zykluszeiten im einstelligen Sekundenbereich, erreichen könnte. Mit 230V Ventilen ist das vielleicht nicht so der Hit, aber die 24V DC Teile müssten das mitmachen. Zumindest theoretisch überlegt...
ZitatDeine Frage bzw. die dahinter stehenden Bedenken können relevant werden, falls das System zu schwingen beginnt. Möglicherweise sogar über Raumgrenzen hinweg ...
Meine Bedenken sind weniger, dass die Temperatur zu schwingen beginnt (außer vielleicht bei Zykluszeiten über 5 Minuten), sondern eher, dass man den Antrieb damit schneller verschleißt.
ZitatIch bin nicht sicher, ob die Stabilität des Ventilöffnungsgrades zur Lösung der eigentlichen Regelungsaufgabe die wesentliche Frage ist.
Das denke ich auch nicht unbedingt, außer vielleicht wenn das Ventil sich in einer Geschwindigkeit bewegt, dass es irgendwie mit der Trägheit des ganzen Systems in Resonanz kommt. Oder so...
ZitatIm Grund geht es darum, die Temperatur im Raum in einen Zielkorridor zu bringen. Das bringt die Regelung mit +/- 0.5K Regelabweichung ganz gut hin (siehe Bild im Anhang).
Naja, die Homematic RTs schaffen bei mir normalerweise +/- 0.2K, zumindest bei sich nur langsam ändernden (gemittelten) Vorlauftemperaturen.
ZitatDie thermischen Prozesse sind sehr träge und die Mess- und Stellfrequenz vergleichsweise hoch. Damit ist das System nicht sehr anfällig durch Schwingen außer Kontrolle zu geraten. Ich glaube die Regelstrecke hat mehr Parameter als man praktischerweise in einem Modell abbilden kann. Da braucht man sich nicht verkopfen. Beobachten und ggf. die PID Koeffizienten anpassen führt schneller zum Ziel.
Es war gar nicht mein Ziel, da wirklich alle Parameter abzubilden, sondern nur vor Allem die Vorlauftemperatur.
ZitatSoweit meine Erfahrungen - mit offenem Ohr / Auge für pragmatische Anregungen und Diskussionen.
Meine Überlegungen klingen vielleicht oft etwas theoretisch, was ich dann aber mache ist meist recht pragmatisch.
Zitat von: FilliFairy am 10 Januar 2017, 19:42:11
Einen Einfall hatte ich noch den schwankenden Vorlauftemperaturen. Ich würde mal versuchen die Vorlauftemperatur in die Regelkoeffizienten eingehen zu lassen. Also Vorlauftemperatur messen und den P - Wert runter setzen, wenn die Vorlauftemperatur hoch geht.
So etwas in der Art habe ich mir ja auch gedacht, nur dass ich bei den Homematic-Reglern die Koeffizienten nicht direkt beeinflussen kann.
Ich bin mir auch nicht so ganz sicher, ob der P-Koeffizient die richtige Stellschraube ist. Es kann ja auch sein, dass die Vorlauftemperatur deswegen hochgeht, weil eben genau dieser Thermostat einen höheren Heizbedarf hat. Dann wäre es kontraproduktiv, den P-Koeffizient herunterzusetzen.
...aber einen wirklich guten Ansatz habe ich dazu nicht.
Gruß,
Thorsten
Da es sich aber um ein mechanisches System handelt, wirkt sich ein zu häufiges Hin- und Herstellen des Ventils sicher auf seine Lebensdauer aus.
LG
pah
Wobei die normalen Heizungsaktoren für diese Stellantriebe ja genauso arbeiten (z.B. 0..10V Ansteuerung und intern PWM). Also sollten die Stellantriebe auch dafür ausgelegt sein.
Zitat von: Prof. Dr. Peter Henning am 11 Januar 2017, 08:02:54
Da es sich aber um ein mechanisches System handelt, wirkt sich ein zu häufiges Hin- und Herstellen des Ventils sicher auf seine Lebensdauer aus.
Genau das habe ich gemeint.
Zitat von: EVduck am 11 Januar 2017, 10:28:45
Wobei die normalen Heizungsaktoren für diese Stellantriebe ja genauso arbeiten (z.B. 0..10V Ansteuerung und intern PWM). Also sollten die Stellantriebe auch dafür ausgelegt sein.
Soweit ich das sehe, ist PWM nicht immer gleich PWM. Es kommt vor Allem auf die Frequenz an. Ich habe irgendwo eine etwas genauere Beschreibung gefunden, wie die thermo-elektrischen 0-10V Antriebe funktionieren. Die Dinger haben wohl intern einen Sensor, der den Ventilöffnungsgrad misst. Damit wird dann eine interne Regelung des Ventilstellungsgrads realisiert. Ich nehme an, dass das per "schneller PWM", also Frequenzen von über 1Hz, funktioniert. D.h. das Ventil bewegt sich allenfalls nur sehr langsam bzw. gar nicht, vorausgesetzt, die Regelung ist gut.
Von außen ist das aber ggf. nicht ganz so einfach (also ohne Rückmeldung über den Ventilstellungsgrad). Deshalb (?) wird hier oft "langsame" PWM benutzt mit Zykluszeiten im Minutenbereich. D.h. das Ventil bewegt sich prakisch andauernd.
Gruß,
Thorsten