Monthly Archives: Octubre 2014

Climatització terra radiant mitjançant el PID FB58

Exemple de com controlar la temperatura d’una sala mitjançant el FB58 de Siemens.

Aquest exemple l’he tret del meu propi programa de control de temperatura de casa, després de molts intents va quedar bastant ben ajustat ja que les variacions tèrmiques de temperatura ambient són dècimes de grau.

Circuit de calefacció per terra radiant

La calefacció és per terra radiant i tinc 3 circuits independents, amb una bomba de circulació i 3 vàlvules d’obertura i tancament, evidentment i com qualsevol terra radiant la inèrcia de temperatura és molt important i per tant el regulador de temperatura ha d’estar correctament ajustat .

FB58 TCONT_CP

El FB 58 “TCONT_CP” serveix per regular processos de temperatura amb control continu o en forma d’impuls, en el meu cas i com el resultat ha estat molt satisfactori l’utilitzo en forma d’impuls.

El funcionament es basa en l’algoritme de regulació PID, que està dotat de funcions addicionals per a processos de temperatura. Subministra valors manipulats analògics i senyals manipulades amb modulació d’ample de pols. A cada regulador li correspon un sol actuador, és a dir, amb un sol regulador es podrà o bé escalfar o bé refredar.

El FB TCONT_CP es pot utilitzar tant per a processos de pura calefacció com per a processos de pura refrigeració. En el meu cas utilitzo el terra radiant per la calefacció i la refrigeració, per tant és ideal per a la climatització d’una sala.

Exemple de Climatització terra radiant mitjançant el PID FB58

Perquè el regulador funcioni correctament aquest s’ha de programar dins d’un OB d’interrupció cíclica amb un temps fix de 100ms, segons quin tipus de CPU utilitzem podrem utilitzar el OB35 o el OB 82, la crida a aquest bloc o FB és molt simple i en el meu cas els paràmetres d’entrada i sortida són mínims:

llamada-fb58

Crida al FB58

Podem veure en l’exemple només 3 paràmetres d’entrada:

PV_PER: És el valor real de la temperatura de la sala, en el meu cas una PT100 on la targeta de temperatura em permet llegir centèsimes de grau.
SP_INT: És el valor real de consigna, aquesta dada a diferència de l’PV_PER és de tipus Real.
COM_RST: Reset del controlador, normalment en arrencar l’autòmat.

process-variable-periphery-on

Ajust del regulador

PVPER_ON: El valor real es llegeix a través de la perifèria analògica (PEW xxx) a l’entrada PV_PER.
Per_mode: PT100 / NI100; Climatització, ° C; ° F.

calefaccio-refrigeracio

Mode calefacció o refrigeració

GAIN: Mode calefacció amb un valor de 10, i mode refrigeració amb un valor de -10

Per cada llaç o en el meu cas per cada circuit hauré de repetir aquesta implementació, en aquest exemple només hem vist el control d’una sala, en concret el menjador de la casa.

Sortida del regulador

Un cop parametritzat el regulador, només ens queda utilitzar-lo en el nostre programa de control de calefacció, en el meu cas he utilitzat el valor manipulat que obtinc del regulador, el valor manipulat és un percentatge de 0 a 100% de la demanda real d’energia de calefacció o refrigeració, a partir d’aquesta dada dono marxa a la calefacció en uns percentatges ajustats en dependència de la temperatura exterior de la casa:

El valor manipulat es llegeix directament del DB d’instància amb un valor REAL en LMN.

Per anar a marxa calefacció:

Temperatura Exterior Valor Manipulat per marxa
Con luz solar Mayor de 2 ºC 7,5 %
Con luz solar Menor de 2 ºC 6,5 %
Con poca luz solar Mayor de 4 ºC 5,5 %
Con poca luz solar Menor de 4 ºC 2,5 %
Sin luz solar Mayor de 2 ºC 1,5 %
Sin luz solar Menor de 2 ºC 1 %

Per anar a paro calefacció:

Temperatura Exterior Valor Manipulat per paro
Con luz solar Mayor de 2 ºC 3,5 %
Con luz solar Menor de 2 ºC 3 %
Con poca luz solar Mayor de 4 ºC 3 %
Con poca luz solar Menor de 4 ºC 2 %
Sin luz solar Mayor de 2 ºC 1 %
Sin luz solar Menor de 2 ºC 0,5 %

Conclusions

Per les característiques de casa meva i el meu sistema de calefacció, amb aquests paràmetres puc arribar a ajustar la temperatura amb dècimes de grau amb un sistema que té una gran inèrcia tèrmica.