A może zapytać inaczej: histereza czy PID? Tym razem przedstawię swój punkt widzenia – perspektywę automatyka – na sposoby sterowania temperaturą. W artykule pokrótce pokazuję techniczny aspekt sterowania, ale też wspomnę o punkcie widzenia użytkownika końcowego.

SE8300U0B00 - regulator SE8300 klimakonwektora

Krótkie wprowadzenie w regulację temperatury

Sterowanie temperaturą od samego początku (a w przeważającej części realizacji do dziś) polega na uruchomieniu źródła ciepła kiedy jest za zimno i jego wyłączeniu kiedy osiągnięty został cel, czyli temperatura, której oczekiwał użytkownik. Kiedy temperatura jest na odpowiednim poziomie, źródło ciepła jest ograniczane lub wyłączane, wygaszane. Tak działał pierwszy automat (znany też pod określeniem: człowiek) i tak działa każdy termostat. Jest to prosty, ale i prymitywny sposób na utrzymanie temperatury na określonym poziomie.

Prosty termostat, czyli sterowanie z histerezą

Wykres sterowania z histerezą

Termostat był pierwszym urządzeniem, które miało zmniejszyć ilość pracy, którą dotychczas wykonywał człowiek. I okazało się, że jest szybszy, dokładniejszy, krótko mówiąc lepszy.

Jednak tylko naśladował działania człowieka. Problemem takiego sposobu sterowania jest fakt, że ciepła w większości przypadków nie da się wyłączyć ot tak, natychmiastowo. Temperatura jeszcze jakiś czas rośnie dalej. Czy to człowiek, czy termostat, wyłącza ogrzewanie i czeka z ponownym uruchomieniem do momentu wychłodzenia pomieszczenia (budynku).

Takie dwustawne sterowanie termostatyczne jest nadal najprostsze do osiągnięcia, najłatwiejsze do zrozumienia, jest używane w prostej automatyce od wielu lat. Wiąże się też z szeregiem wad, takich jak mała dokładność sterowania i wahania temperatury. Pośrednim skutkiem są też mniejsza efektywność energetyczna, a więc wzrost kosztów energii.

Zaawansowany regulator ze sterowaniem proporcjonalno-całkującym PI

Odpowiedzią na małą dokładność sterowania są regulatory z algorytmem PID lub prostsze i częściej występujące PI.

W największym skrócie algorytm PI (proporcjonalno-całkujący) oblicza zapotrzebowanie na moc (0-100%). Na obliczenia wpływ mają dwa czynniki: pierwszy to różnica między temperaturą docelową (nastawą) i temperaturą aktualną, zwana uchybem, a drugi to czas trwania tego uchybu.
Pamiętać jedynie należy, że jakość pracy regulatora PI zależy od odpowiedniego doboru parametrów jego pracy (odpowiednio członów proporcjonalnego i całkującego). Na szczęście dzisiejsze urządzenia wyposażane są w regulatory z predefiniowanymi zestawami parametrów dla różnych typów źródeł ciepła (grzejniki, podłogi grzewcze, klimakonwektory, etc.)

Stosowanie takiego podejścia prowadzi do stabilniejszej i płynniejszej pracy systemu ogrzewania (lub chłodzenia). Regulatory PI eliminują zakłócenia (czyli np. spadek temperatury spowodowany otwarciem okna) dążąc do wyzerowania różnicy między faktyczną temperaturą, a ustawioną. Użytkownik korzystający z regulatorów PI / PID zapomina o histerezie, o ciągłych wahaniach temperatury i niepotrzebnych stratach. Po odpowiednim dobraniu parametrów pracy temperatura otoczenia osiągana jest w najkrótszym możliwym czasie, przy zachowaniu minimalnego przesterowania, a następnie utrzymywana możliwie blisko temperatury nastawy.

Termostat czy regulator temperatury z PI?

Podsumowując, sterowanie za pomocą regulatorów PI daje znacznie lepsze efekty od klasycznych termostatów z histerezą. Fakt, że nie zawsze użytkownik będzie w stanie zrozumieć czemu w danym momencie grzejniki są ciepłe lub zimne wynagradzany jest dokładniejszą i płynniejszą reakcją temperatury otoczenia. Przy dobrze zestrojonym regulatorze wahania temperatury są niewyczuwalne (nie powinny przekraczać dziesiątych części stopnia).

  1. Jeżeli więc chcesz uzyskać prostą do zrozumienia przez klienta i szybką w strojeniu regulację temperatury wybierz histerezę. Uruchomisz system szybciej, a Twój klient będzie zawsze wiedział dlaczego grzejnik jest ciepły lub zimny.
  2. Natomiast jeśli chcesz, aby temperatura zrównała się z zadaną i sztywno tej wartości trzymała – wybierz trudniejszy do zestrojenia, ale precyzyjny regulator PID. Może się zdarzyć tak, że grzejnik będzie już się schładzał mimo, że temperatura otoczenia jeszcze nie doszła do pożądanej i klient zapyta Cię skąd to wynika, ale wynikowo wahania temperatury będą minimalne, sterowanie będzie dokładniejsze i zużyjesz mniej energii.

Elektromobilność – słowniczek pojęć

SkrótRozwinięcie skrótuWyjaśnienie pojęciaEVCEElectrical Vehicle Charging ExpertSprzęt i oprogramowanie firmy Schneider Electric służące do zarządzania mocą ładowania w systemach ładowania (wiele punktów ładowania pojazdów)EVSEElectric Vehicle Supply EquipmentSprzęt...

Wesołych Świąt Wielkanocnych

Wszystkim swoim Parterom, Współpracownikom i Klientom życzymy, aby czas świąt był okazją do odpoczynku i zadumy, a także wypełniał Wasze serca nadzieją i dodawał sił, tak byście mogli zrealizować wszystkie swoje plany. Życzymy wielu radości i satysfakcji w życiu...

Ile kosztuje dom inteligentny KNX?

Nigdy nie ma jednej odpowiedzi na to pytanie. Kiedy zamiast "dzień dobry" słyszę od rozmówcy-klienta "ile kosztuje dom inteligentny" - odpowiedzieć mogę wyłącznie "to zależy". Biorąc pod uwagę 2 skrajne przypadki można podać kwotę zaledwie kilka procent wyższą od...

Tabela błędów KNX Multitouch Pro

Jeżeli Twój regulator KNX Schneider Electric Multitouch Pro po uruchomieniu wyświetla 4-cyfrowy błąd na czerwonym tle to znalazłeś się w dobrym miejscu. Poniżej zamieściliśmy tabelę błędów wyświetlonych na przyciskach MTN6215-5910 oraz MTN6215-0310. Numer błęduKod...

Jakie są różnice między LSS100100, a LSS100200? Który lepszy?

Krótko mówiąc żaden z nich nie jest lepszy od drugiego - mają po prostu różne zastosowania. LSS100100, czyli Wiser for KNX (a dawniej homeLYnk) jest urządzeniem zaprojektowanym i dalej rozwijanym w kierunku obsługi domów inteligentnych, gdzie najważniejszy jest...

Usługi zdalne w Wiser for KNX

Z angielskiego - Remote Services - w homeLYnk i Wiser for KNX są jednym z podstawowych sposobów integracji KNX z innymi systemami. Przykładowy link, aby wyciągnąć z Wiser for KNX listę alertów do formatu xml:...

Jak zrobić symulację status FB w KNX?

Czasami integratorom zdarza się konieczność stworzenia adresu statusowego KNX, a nie ma dla niego żadnego źródła informacji. Wówczas najczęściej stosowanym pomysłem jest powielenie informacji z adresu sterującego na adres statusowy. W Wiser for KNX taki efekt można...

Czy warto mierzyć temperaturę podłogi?

W tym tekście poruszę temat czujek podłogowych. Dla system integratorów z przymrużeniem oka. Dla inwestorów – na poważnie.

Jak budować struktury adresów grupowych w ETS (KNX)

Jednym z pierwszych elementów, które warto przemyśleć rozpoczynając programowanie systemu KNX jest adresacja grupowa. Adresy grupowe są to elementy pozwalające tworzyć powiązania między funkcjami różnych urządzeń. Opiera się o nie cały program działania każdej...

Ładowarki na Warsaw Home Light 2022

Kolejne wydarzenia z nami! Jeszcze kilka dni temu odliczaliśmy wspólnie z wami do wydarzenia na Instagramie: Odliczanie do Warsaw Home Light na Insta

Dobór adapterów głowic do zaworów termostatycznych

Dobór adapterów do zaworów i rozdzielaczy nie zawsze jest prosty i oczywisty. Poniższa tabela przedstawia połączenie doświadczeń i danych ze specyfikacji różnych producentów w temacie kompatybilności adapterów napędów zaworów do zaworów termostatycznych montowanych na...

KNX w domu

Ten wpis stanowi krótkie podsumowanie cyklu KNX w domu publikowanego w formie relacji na Instagramie o korzyściach z zastosowania KNX w domach i rezydencjach. Wykorzystanie instalacji KNX służy 4 podstawowym celom: poprawieniu szeroko rozumianego komfortu,...

Aktualizacja oprogramowania MTN6215-5910 (Multitouch KNX Schneider Electric)

Instrukcja aktualizacji firmware w regulatorach Schneider Electric Multitouch D-Life

Siedle i Jung – Produkty

Certyfikat uczestnictwa potwierdzający obecność na szkoleniu z zakresu produktów automatyki domowej i budynkowej KNX oraz systemów wideodomofonowych Siedle można pobrać z linku: Certyfikat-Siedle-i-Jung-Produkty-11.05.2022Pobierz Szkolenie miało na celu zapoznanie...

Szkolenie Siedle i Jung – Produkty

W dniu 11 maja, w ramach samodoskonalenia, rozwoju kompetencji i oferty, miałem okazję uczestniczyć w szkoleniu produktowym przeprowadzonym w siedzibie Jung - szkolenie zatytułowano Siedle i Jung - Produkty. Początek obu prezentacji zaczął się od krótkiego...