Differenztemperaturregelung zur Pumpensteuerung selbst bauen?

  • Hallo Tom3244,


    es geht hier um das alte Problem, die Rücklauftemperatur vom Heizkreis immer möglichst niedrig zu halten und dafür einen günstige Lösung zu bauen. Das hatten wir schon mal woanders angesprochen, aber es würde in diesem Thread zu weit vom Thema abweichen. Daher hier das Extrakt davon.


    Zitat

    Von Tom:
    Was du benötigst ist eine Differenztemperaturregelung mit Rücklaufbegrenzung die auf die Pumpe wirkt. Zur Ansteuerung der Pumpe kannst du einen Thyristorsteller nehmen der mit 0-10V angesteuert wird. Ich mache das mit meiner Umwälzpumpe der Solaranlage (Grundfoss 3 stufig) auch so und das funzt seit Jahren wunderbar.
    Ich meinte mit Differenzregelung eigentlich das du eine bestimmte Spreizung zwischen Vor/Rücklauf fährst. Umso höher die Spreizung umso mehr Volumenstrom da dann auch eine größere Energie vom Verbraucher gezogen wird. Sicherheitshalber sollte dann aber noch eine Rücklaufbegrenzung greifen die bei Überschreiten einer Temperatur von z.B. 30°C gegenregelt. Du kannst so einen Heizkreis aufbauen ohne das du noch ein Mischventil benötigst. Sowas haben wir schon öfters gemacht und funzt einwandfrei.


    Da Du ja sowas schon selbst gebaut hast gibt es dazu Unterlagen wie Schaltung etc. ? Ich möchte gerne preisgünstig etwas dafür selbst zusammenlöten.


    Gruss


    Spornrad :)

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    Einmal editiert, zuletzt von Spornrad ()

  • Hi Spornrad,


    ich hab das nicht selbst gebaut, sondern ich arbeite ja in einer Firma für Gebäudeautomation und programmiere dort die Anlagen und nehme sie in Betrieb.
    Da haben wir natürlich fertige Regler die dann nur entsprechend von mir programmiert werden (ist eigentlich nichts anderes wie ein Microcontroller mit IO's der dann ein entsprechendes Programm bekommt).


    Da ich mit Elektronik nicht wirklich was anfangen kann, ausser ein bisschen 1-Wire, wird das auch nix mit Selbstbau.
    Hier würden wir einen Elektroniker benötigen der da ne Schaltung entwickelt (bräuchten nur zwei Fühlereingänge und einen analogen Ausgang).


    Ansonsten bleibt nur die Möglichkeit einen fertigen Regler zu nehmen aber da liegt man ganz schnell bei ca. 400€ ;(
    Alternativ gibt es auch die Möglichkeit das ganze mit IP-Symcon und 1-Wire zu machen. Die 1-Wire Komponenten sind ja nicht sehr teuer, aber man benötigt halt wieder einen PC dazu.
    Vielleicht haben wir ja Elektroniker hier im Forum????



    Gruß
    Tom

  • Hallo,
    also mir würde da die 800er Moeller EASY-Serie einfallen, die hat vier analoge 0-10V Eingänge und einen analogen Ausgang. Kostenpunkt um die 180 bis 210 Euro netto. Temperaturfühler lassen sich für 10 Euro selber bauen und es gibt im Moeller Forum sogar Tüftler die eine komplette witterungsgeführte Heizungsregelung mit dem Teil realisiert haben. Programmiert wird mit internen Funktionsbausteinen denen die Ein- und Ausgänge sowie die Schaltarten und -schwellen vorgegeben werden.


    http://trainingscenter.moeller…s/easyRelay/easy-800.html


    ... und im Moeller-Forum die entsprechende Programmauswahl http://easyforum.regulski.com/…db38144ec1f914&board=10.0


    Mal sehen was da von der Anwendung her der Problemstellung am nächsten kommt.



    Nur eine Idee...

    Gruß
    Michael


    Alle sagten: Das ist unmöglich! Dann kam einer der dies nicht wusste und tat es einfach.

    2 Mal editiert, zuletzt von pepshmeer ()

  • Hallo,


    das mit der Gleichspannung proportional zur Temperaturdifferenz sollte sehr einfach zu machen sein:


    man nehme 2 PT1000-Fühler, ein paar Widerstände und (optional) ein Poti, verschalte das ganze zu einer Wheatstone-Brücke, dann noch ein Steckernetzteil dran und schon kann man eine Spannung proportional zur Temperatur- (naja, eigentlich Widerstands-, aber da PT1000 linear ist, ists das gleiche) differenz abgreifen.


    Ich hab mal aus Wikipedia ein Bild einer Wheatstone-Brücke geklaut, ist im Anhang weil ichs hier nicht eingebaut kriege...
    180px-WhBr_Diagonalbild.png
    Da wären dann R1 und R3 unsere Temperatursensoren, R2 und R4 wären normale Widerstände oder halt unser Poti um den Punkt zu verschieben. Bei U haben wir unsere Proportionalspannung...


    Unpraktisch nur, dass Thyristorsteller ziemlich teuer sind (hab so mindestens nen Hunderter in Erinnerung), wenn man dann denkt, dass es fertige Microcontroller-gesteuerte Regler für unter 200 Euro gibt (das Teil von Metric, von dem ich die Sonderversion habe) versaut einem das den ganzen Bastelspass :(


    Bleibt also nur, die Ausgangsstufe auch selbst zu bauen, und das ist nicht wirklich kompliziert:
    Thyristoren sind nicht teuer, und die Ansteuerung ist simpel: Es gibt fertige Thyristortreiber-ICs, die nur im Nulldurchgang an und aus schalten (MOC 3031), die kosten auch kaum was (3 Euros) denen muss man nur ein gepulstes Signal an den Eingang hängen, das eben das gewünschte Tastverhältnis hat.


    Nun, und das holen wir uns aus nem "Voltage Controlled Oscillator", den gibts auch als fertigen Chip mit ein wenig Aussenbeschaltung, da muss ich aber noch mal drüber nachdenken, wie ich dem ein Tastverhältnis aufzwinge, wo ich doch eigentlich nur die Frequenz ändere. Aber das sollte so schlimm auch nicht sein. Kostet vielleicht noch mal nen Zehner...


    Insgesamt sollte so ein analoger Bastel-Regler für deutlich unter 50 Euro zu bauen sein. Ich glaub, so was brauch ich auch :D .


    Ich will meine drei Heizkreispumpen eh auf Differenzregelung umbauen, eigentlich habe ich aber vor, mir per LABView das PWM-Signal am Druckerausgang vom Rechner zu erzeugen. Dafür bräuchte ich dann nur den Thyristor und den MOC-IC. Temperaturen wollte ich per 1-Wire holen. Aber das Konzept hier sollte die Aufgabe eigentlich auch erfüllen, mal sehen, erst mal hab ich eigentlich eh anderes zu tun... ;)


    Grüsse,

  • Hallo Tom, danke für Deine schnellen Kommentare. :-@


    1) Da ich ohnehin 1-Wire zur Temperatur Erfassung verwende und dafür immer ein Rechner läuft wäre eine Regelung mit IPS durchaus sinnvoll. Wie würdest Du das z.B. damit realisieren? Was benötigt man dazu? :?: :?:


    2) Könnte man bei Dir solch einen fertigen Regler wie Du ihn einsetzt kaufen?


    @ pepshmeer: danke für deine Idee mit Moeller EASY. :) Das muss ich mir mal genauer ansehen.


    @ himmelsritter: ein sehr schöne Ansatz mit der Wheatstonschen-Brücke , der natürlich noch genau deffiniert werden muss. Ich kann zwar löten aber mir keinen Schaltplan mit den genauen Bauteilen erstellen. :-(|__|


    Das mit dem PWM-Signal am Druckerausgang vom Rechner zu erzeugen ist mir sympatischer und die 1-Wire Temperatur Messung ist mir lieber als die Temp Messung mit PT1000. :thumbsup: Kannst Du zu der Idee schon mehr sagen? :love:


    Gruss


    Spornrad

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  • Hallo,
    falls sich jemand einen einfachen, linearen Temperaturfühler zu diesem Thema bauen möchte, kann im angehängten PDF dazu nachgelesen werden.
    Speisespannung 5-30V DC und Temperaturbereich von -55°C bis 105°C.

  • Hi Spornrad,


    Zitat

    Da ich ohnehin 1-Wire zur Temperatur Erfassung verwende und dafür
    immer ein Rechner läuft wäre eine Regelung mit IPS durchaus sinnvoll.
    Wie würdest Du das z.B. damit realisieren? Was benötigt man dazu? :?: :?:

    Aus dem holen Bauch raus würde ich sagen du benötigst 3x 1-Wirefühler, 1x 1-Wire DS2890P, 1x Thyristorsteller und ein bisschen Programm in IPS. Was die Regelung noch benötigt ist natürlich eine Sollwertberechnung nach Aussentemperatur für den Heizkreis, dafür benötigt man den dritten Fühler (hatte ich gestern vergessen zu schreiben). Dann noch ein Programm zur Abschaltung für Sommerbetrieb (Standby) und Nachtabschaltung oder Nachtabsenkung (ist ja alles Software und kostet nix).
    Man stellt dann die Heizkurve entsprechend ein (z.B. 55°C bei 0°C Aussentemperatur) und die gewünschte Differenz (z.B. 15K) zwischen Vorlauf und Rücklauf. Entsprechend der Regelabweichung dieser Differenz wird dann ein 0-10V Signal am Ausgang des Reglers erzeugt das mit dem DS2890P (ist nichts anderes als ein digitales Poti) erzeugt wird.
    Wer IPS sein eigen nennt und schon einen PC deswegen am Laufen hat, kann so rel. günstig diese Differenzregelung realisieren (oder auch mehrere).
    Materialpreis liegt dann mit Thyristorsteller schätze ich mal bei 120€.


    Zitat

    Könnte man bei Dir solch einen fertigen Regler wie Du ihn einsetzt kaufen?

    So einen kannst du kaufen, nur denke ich das dich der Preis davon abhält .||. Das Teil hat 1998 ca. 6000DM gekostet und davon habe ich 2 Stück noch im Einsatz (werde alles nach und nach mit 1-Wire machen). Du kannst da ein ganzes Krankenhaus mit regeln wenn du möchtest :D



    Ich habe daher an eine Lösung gedacht ähnlich wie sie Himmelsritter vorgeschlagen hat, aber digital mit einem Atmel oder ähnlichem, um eben alle oben genannten Funktionen zu erfüllen. Hierfür reichen aber meine Elektronikkenntnisse nicht aus.


    Ich versuche mal zu schauen was der Markt hergibt um so etwas günstig zu realisieren. Lasst mir aber bitte etwas Zeit ;)


    Das mit einer Easy oder Logo zu machen ist schon mal eine Möglichkeit, aber für diese Anwendung auch noch zu teuer finde ich. Da muss es doch was billigeres geben und ob man damit einen kompletten Heizungsregler aufbauen kann wie oben geschrieben weiss ich nicht (pepshmeer schreibt aber es sollte gehen). Falls das gehen würde kommt das Teil in die engere Auswahl und versuche bis zum Forentreffen etwas fertiges präsentieren zu können. Ich werde auch versuchen zwecks der Geschichte mit der Einspeiseverhinderung über Thyristorsteller bis zum Treffen etwas fertiges auf die Beine zu stellen (wieso hat ein Tag nur 24h ;( ).


    Gruß
    Tom

  • Hallo Tom
    Der Tag hat doch 48 x 1/2h am Tag. :D

    Mit Energie geladenen Grüßen aus dem Teufelsmoor.
    Nicht nur privat bin ich von hocheffizienten BHKW überzeugt.
    Vom Hobby zum Beruf gekommen bin ich seit einigen Jahren auch Angestellter der MWB AG und seit Februar 2014 bei RMB Energie GmbH

  • @Spornrad
    Bisher ist die Lösung nur in meinem Kopf, ganz grob wärs aber einer von den MOC-Optokopplern, die ich erwähnt habe, der dann einen Triac steuert. Das Signal kriegt der Optokoppler vom LPT. Vielleicht sollte ich das ganze noch mit nem Watchdog-Timer würzen, der die Pumpen einfach voll ansteuert wenn der Computer abschmiert. Nichts gibt mehr Ärger als wenn man ein kaltes Haus verursacht und zu weit weg ist, um das wieder richtig zu machen :D


    Die Pulsausgabe hab ich schon mal in Labview programmiert, da kann man jetzt Tastraten beliebig einstellen und ausgeben. Naja, ganz gefällts mir noch nicht, würde am liebsten z.B. 25% als 1 an 3 aus realisieren, also immer mit den möglichst kleinsten Abständen, aber geht schon mal. Hardware ist aber noch nicht gebaut...


    Was mir mehr Sorgen macht ist, wie ich das 1-wire reinbekomme. Hab recht wenig Erfahrung in der Schnittstellenprogrammierung und Treiber für 1-wire in Labview hab ich noch nicht gefunden. Das muss ich als erstes lösen, dann kann ich auch mal die Ausgabe bauen.


    Was für Interfaces für 1-wire benutzt ihr denn? Gibts dafür vielleicht Treiber für Labview?


    Zum Analog-Regler:
    Der Plan könnte noch einfacher weitergehen als ich bisher gedacht habe: Es gibt auch fertige PWM-Treiber-ICs, die proportional zu einer Steuerspannung regeln. Also eigentlich wäre ein simpler Aufbau so:


    PT100 --> Wheatstone-Brücke --> PWM-Treiber --> MOC-Optokoppler mit Nullspannungssteuerung --> Triac (--> Pumpe)


    Mal sehen, ob ich am Wochenende die Zeit für ne kleine Zeichnung davon finde, die Brücke kann ich auf jeden Fall mal so berechnen, dass da 0-10V raus kommt.


    Grüße,
    Björn (der sich gerade wundert, warum sein letzter Beitrag so ins Forum gekommen ist, wie er vor dem letzten Durchlesen war...)

  • Hallo,


    auf die Gefahr hin mich zu blamieren aber ich denke hier gibt es auch kostenmäßig im Rahmen bleibende Systeme.


    Ich habe einen MDHG33T1 von der Firma novatec im Einsatz und bin sehr zufrieden. Er besitzt auch
    eine serielle Schnittstelle die ich mit meinem DACS (Data Acquisition System) abgreife und
    weiterverarbeite.


    Schaut doch mal hier:
    http://www.novatec-e.de/download/%DCbersicht.pdf


    Gruß Andreas

  • Hallo Andreas,


    ich hatte ja schon geschrieben, dass es einfache digitale Differenzregelungen für unter 200 Euro gibt, was das Basteln schon fast unrentabel macht. Daher ja auch mein <50 Euro-Vorschlag.


    Dein Regler kann ja offensichtlich auch noch viel mehr als einfach nur eine Differenzregelung, aber die vielen Funktionen brauch zumindest ich nicht, das Steuern vom Mischer wollte ich schon beim Dachs lassen.


    Was ich suche ist halt eine günstige Methode, drei Pumpen nach Temperaturdifferenz zu regeln, und da sind mir 3 Geräte zu je knapp 200 Euro zu teuer für...


    Und ausserdem sind wir doch hier in der Bastelecke :D


    Ein schönes Wochenende,
    Björn

  • Hallo a_krause,
    keine Angst, Du blamierst Dich nicht, sondern vielmehr bereicherst Du die Diskussion. :) Es gibt halt immer verschiedene Möglichkeiten und manche kennt man leider noch garnicht. Erst in der Diskussion kommt man darauf :thumbup:


    Somit ist nun klar, es gibt mitlerweile auch fertige Systeme und wie immer die Möglichkeit zum Basteln.


    Hier gibt es auch eine fertige Steuerung die schon Himmelsritter erwähnt hat:
    Regler von Metric- umgekehrt proportional Regelung
    Preis liegt bei 188 Euro


    Der Regler von a_krause ist von : NovaTec Elektronik
    kostet ~ 434 Euro und kann wohl mehrere Sachen. Wie ich es verstehe kann der die Umwälzpumpe und zusätzlich den Mischer ansteuern mit Außentemperatur Anpassung. Ob er auch umgekehrt proportional regeln kann (niedrige Rücklauftemperatur) kann ich nicht erkennen. Ist das so :?:
    Der ist aber mit 434 Euronen auch nicht gerade billig. :(


    Ziel der Übung ist es die Rücklauftemperatur möglichst niedrig zu halten.
    Das heißt Delta-T (Temp. Differenz) zwischen Vorlauf und Rücklauf messen und bei geringem Delta-T Pumpen Drehzahl reduzieren bis ein optimales Delta-T wie zum Beispiel 10 bis 15 °C erreicht ist. Dazu kommt noch die Vorlauf Temperatur, die über die Außentemperatur den 3 Wege Mischer entsprechend nachregelt. Die Mischer Funktion kann natürlich davon getrennt sein. Dann noch die Rücklauf Temperatur auf eine max. Wert begrenzen.


    Die am Markt verkaufen elektronischen Umwälzpumpen sind teuer und für diesen Zweck nicht geeignet. Sie haben das Ziel Strom zu sparen und sind Druck geregelt. Die Temperatur kommt hier nicht ins Spiel.
    Bei unserer Regelung kann eine einfache Standard Heizungspumpe bis 200 Watt verwendet werden wobei Heizenergie gespart wird und zusätzlich noch Strom.


    Gruss
    Spornrad

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  • Hallo Tom,

    Zitat

    Aus dem holen Bauch raus würde ich sagen du benötigst 3x 1-Wirefühler, 1x 1-Wire DS2890P, 1x Thyristorsteller und ein bisschen Programm in IPS.

    Verstehe ich das richtig :?: Der 1-Wire DS2890P ist ein elektronisches Poti und erzeugt das 0 - 10 Volt Signal in Abhängigkeit von der Temp-Diff. (IPS-Programm).
    Das 0-10 Volt Signal steuert dann den Triac an, der dann die Pumpe runterregelt. Richtig :?:


    @pepshmeer:
    Das Moeller EASY hat 0-10 Volt Eingänge. Das ist aber was anderes wenn ich es richtig verstehe. Wir wollen ja 0-10 Volt erzeugen zum Steuern des Pumpen Triac :!:
    Wie soll das damit gehen, da 0-10 Volt Ausgang benötigt wird :?:
    So ein Moeller EASY ist natürlich sehr flexibel und kann vieles mehr aber als einzelnes Bauteil für diese Anwendung zu teuer. Da sollte man noch viel mehr mit steuern.


    Gruss
    Spornrad

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  • Hi ihr bastelwütigen :-) ,


    Zitat


    keine Angst, Du blamierst Dich nicht, sondern vielmehr bereicherst Du die Diskussion. :)
    Es gibt halt immer verschiedene Möglichkeiten und manche kennt man
    leider noch garnicht. Erst in der Diskussion kommt man darauf :thumbup:

    Genau so ist es, keiner weiss alles.


    Zitat

    Verstehe ich das richtig :?: Der 1-Wire DS2890P ist ein elektronisches Poti und erzeugt das 0 - 10 Volt Signal in Abhängigkeit von der Temp-Diff. (IPS-Programm).


    Das 0-10 Volt Signal steuert dann den Triac an, der dann die Pumpe runterregelt. Richtig :?:

    Also es funzt folgendermassen. Du benötigst ein Netzteil das die 10V DC zur Verfügung stellt. Die 10V laufen dann über den DS2890P.
    Das Script in IPS macht dann nichts anderes, als aus der Regelabweichung (Sollwert - Istwert) ein Regelsignal zwischen 0 und 10 Volt zu erzeugen (ist ne einfache Geradengleichung). Die 10Volt entsprechen in IPS dem Wert 255 und 0V dem Wert 0.


    Einfaches Beispiel:


    Du möchtest eine Differenz von 10K ausregeln. Der Vorlauf hat 50°C und der Rücklauf 45°C. Die Regelabweichung beträgt demnach 5K => Istwert = VL-RL ; Sollwert = 10K => 10- (50-45) = 5K. Negative Werte in der Klammer müssen von der Software abgefangen werden.
    Regelbereich sagen wir 30K. Bereich Y ist also 255 und Bereich x = 30. Daraus ergibt sich 255/30 = 8,5/K => 8,5*5 = 42,5 <- Das wäre der errechnete Wert in IPS der an den DS2890P geschickt wird und einen entsprechenden Widerstand erzeugt, woraus dann das Regelsignal resultiert (0-10V).
    Natürlich wäre das jetzt ein Regler ohne I-Anteil der auf diesem Wert stehen bleibt, wenn sich an der Differenztemperatur nichts ändern würde. Deshalb benötigen wir hier einen PI-Regler, was das ganze von der Regelungsgüte stark verbessert. Dies ist aber kein großes Problem :-)


    Das Regelsignal wird dann an den Thyristorsteller geschickt und eine entsprechende Drehzahl und somit Wassermenge stellt sich ein.


    Interessant wäre das dann mit der Lösung von Himmelsritter zu verknüpfen, um sich die Kosten des Thyristorstellers zu sparen.


    Himmelsritter
    Wäre es möglich eine Schaltung zu entwickeln in der der DS2890 als elektronisches Poti einen Thyristor oder Triac ansteuert um einen Heizungspumpe zu regeln?? Denke das dürfte für einen Elektroniker ein klacks sein oder?


    Der Regler von Andreas wäre ne super Alternative, da er schon alles beinhaltet was man als Nichtbastler benötigt. An die Wand hängen, anschliessen, glücklich sein. Eine RS232 Schnittstelle hat er auch und somit ist es bestimmt kein Problem den an IPS zu hängen :-) (wers braucht).


    Also her mit euren Gedanken ^^


    Was die Easy angeht ist das mit den 0-10V Eingängen kein Problem. Hier gibts fertige Fühler oder auch Umsetzer von normalen Fühlern auf 0-10V, aber das macht das ganze sehr teuer. Pepshmeer hat aber ja ne Bauanleitung wie man das günstig realisieren kann.


    Gruß
    Tom

  • Hi,


    auch wenn ich eigentlich kein Elektroniker bin ;) , sollte es kein Problem sein, eine Schaltung zu bauen, die mit 0-10V einen Triac ansteuert. Hatte ich ja für den Analog-Regler schon knapp umrissen wies in etwa gehen müsste.


    Ich glaube nur, dass das eigentlich unnötig ist, wenn der Rechner noch nen Parallelausgang übrig hat. Wozu erst eine 0-10V Spannung erzeugen und wieder in Pulse umwandeln, wenn wir gleich Pulse ausgeben können? Das müsste doch IPS auch können, oder?


    Grüße,
    Björn