In der Schaltung wollen wir uns etwas genauer anschauen, welche Alternativen für die Heizungssteuerung das KNX-System zur Verfügung stellt und
mit welchen Ergebnissen zu rechnen ist. Das Experiment führen wir mit dem Tastsensor 3 Plus der Firma Gira, der in der Schaltung gleichzeitig als Temperatursensor
und Heizungsregler auftritt. Als Aktor, dessen Aufgabe das Ein- und Ausschalten der Heizung ist, kommt ein Jalousie- und Rollladen-Aktor der Firma ABB zum Einsatz.
Das Gerät ist grundsätzlich für Jalousie-Steuerung ausgelegt. Man kann jedoch problemlos seine potenzialfreien Kontakte auch für andere Zwecke verwenden. Ergänzend
tritt in der Schaltung eine Heizfolie, mit der eine Heizung simuliert wird, auf. Ein aus durchsichtigem Kunststoff bestehender Aufbewahrungsbehälter steht in der
Schaltung für das Wohnzimmer, das mit unserem System beheizt werden möchte.
Unsere kleine KNX-Anlage wird abschließend mit einer Spannungsversorgung und einer Schnittstelle ausgestattet. Eine mit einer Trenndrossel ausgestattete
Spannungsversorgung ist für die Anlage zwingend notwendig. Die USB-Schnittstelle wird lediglich beim
Programmieren benötigt.
Bei dem Tastsensor 3Plus von Gira handelt es sich um ein multifunktionales Gerät mit vielen Einstellmöglichkeiten. Tastsensor 3Plus verfügt über
ein Grafik-Display mit Hintergrundbeleuchtung, die ein- bzw. ausgeschaltet werden kann. Auf dem Display können z. B. Temperatur, Uhrzeit, Datum, Alarm- oder
Infotexte angezeigt werden. Das Gerät ist mit mehreren Status-LEDs, die frei parametrierbar sind, ausgestattet. Dank des integrierten Temperatursensors kann
die Raumtemperatur gemessen werden. Mit dem integrierten Regler, der in mehreren Modi arbeiten kann, kann z. B. Heizung gesteuert werden. Zweikanalige
Regleraufgaben wie Heizen und Kühlen sind problemlos realisierbar. Für zwei Bedienflächen sind die Wippen- oder Tastenfunktionen frei einstellbar. Sie können
für die einfache Ein- oder Aus-Funktionen oder andere wie Dimmen, Jalousiesteuerung, Wertgeber, Szenenschalter usw.
eingesetzt werden.
Der Busankoppler 3 stellt eine Schnittstelle zwischen einem Anwendermodul und dem KNX-System dar. Die Anwendermodule wie z. B. Taster,
Raumthermostate, Anzeigegeräte, Datenschnittstelle etc. werden auf den Busankoppler aufgesteckt und bilden mit ihm eine Einheit. Busankoppler ist für das
Aussenden und Empfangen von Bustelegrammen zuständig.
Der Jalousieaktor JRA/S 4.230.2.1 kann vier voneinander unabhängige Antriebe für Rollos, Jalousien, Rollladen und andere Sonnenschutzeinrichtungen
steuern. Es ist auch Steuerung von Fenstern, Dachluken, Lüftungsklappen, Toren etc. möglich. Das Gerät verfügt über manuelle Bedienung und Leuchtdioden für
Statusanzeigen. Es können 230 V-Antriebe gesteuert werden. Die Belastbarkeit der Kontakte beträgt 6 A. Die Parametrierung des Gerätes erfolgt mit der
ETS-Software.
Schaltplan
Schaltplan
Testschaltung
Testschaltung
Parametrierung
Die Parametrierung der Geräte erfolgt mit der Software ETS. Da wir in dem Versuch ausschließlich an der Heizungsregelung interessiert sind,
werden alle anderen Funktionen nicht beachtet. Sie werden entweder abgeschaltet oder ihre Parameter bleiben unverändert. Im ersten Schritt legen wir ein
neues Projekt an, fügen die beiden Geräte ein, versehen sie mit physikalischen Adressen und definieren die Gruppenadresse 0/0/1, die einzige, die wir in
dem Projekt verwenden werden.
Das Projekt „Heizungssteuerung“ mit dem Raum „Wohnzimmer“ wird angelegt. Aus dem Produktkatalog werden beide Geräte, Tastsensor 3Plus und
Jalousieaktor JRA/S4, in den Raum eingefügt.
Die einzige Verbindung zwischen den beiden Geräten stellt die Gruppenadresse 0/0/1 dar. Sie wird im Fenster Gruppenadressen angelegt.
Parametrierung des Jalousieaktors JRA/S
Der Jalousieaktor dient in unserer Schaltung als einfaches Relais. Seine Aufgabe beschränkt sich lediglich auf das Ein- und Ausschalten der
Heizung. Die entsprechenden Befehle dafür bekommt er von dem Regler, der in dem Tastsensor 3Plus integriert ist. Der einzige Grund, warum ein Jalousieaktor in
der Schaltung verwendet wird, ist die Tatsache, dass ich zurzeit über keinen anderen Aktor verfüge. Auf der anderen Seite ist es interessant zu wissen,
dass die KNX-Geräte, die mittlerweile über äußerst stark ausgebaute Applikationsprogramme verfügen, sehr flexibel eingesetzt werden können.
Die Parameter „Allgemein“ bleiben unverändert.
Die manuelle Bedienung, da wir sie in dem Versuch nicht brauchen, bleibt gesperrt.
Wetteralarme bleiben deaktiviert.
In den Parametern „Allgemein“ für Kanal A stellen wir die Betriebsart auf „Lüftungsklappen, Schaltbetrieb“ ein. Andere Funktionen bleiben deaktiviert.
Auch die Funktionen „Sicherheit/Wetter“ bleiben deaktiviert.
Statusmeldungen können ebenfalls deaktiviert bleiben.
Parametrierung des Tastsensors 3Plus
Insgesamt führen wir mit der Schaltung zwei Versuche durch. Zunächst soll die Heizung mit dem PI-Regler gesteuert werden, anschließend ist der
2-Punkt-Regler dran. Beide Regler werden uns von dem Tastsensor 3Plus zur Verfügung gestellt. Zuerst stellen wir die Parameter, die für beide Versuche
unverändert bleiben, ein.
Hierzu muss das Fenster “Produktspezifischer Parameterdialog“ geöffnet werden.
Die Parameter, die für uns von Relevanz sind, befinden sich in dem Menü unter „Raumtemperaturregelung“. Die Funktion "Raumtemperaturregler"
wird eingeschaltet.
Statusmeldungen können deaktiviert werden.
Den Sollwert für den Versuch stellen wir auf 25°C.
Für unseren Versuch ist das Kalibrieren des internen Fühlers für Temperaturerfassung nicht notwendig.
Die Parameter für „Regler Funktionalität“ bleiben abgeschaltet.
Heizungsuhr bleibt gesperrt.
Mit Einstellungen für das Display sorgen wir dafür, dass so die Ist-Temperatur als auch die Soll-Temperatur angezeigt werden.
Geräte verbinden
Nachdem die Parameter festgelegt wurden, können die Geräte miteinander verbunden werden.
Zunächst wird der Tastsensor 3Plus mit der Gruppe 0/0/1 verbunden.
Danach ist der Aktor dran.
Parameter Versuch 1 mit PI-Regler
Im ersten Versuch stellen wir bei dem Tastsensor 3Plus „Art der Heizregelung“ auf „schaltende PI-Regelung (PWM)“. Im zweiten Versuch regeln mit
einem 2-Punktregler und
vergleichen die Ergebnisse. Als Art der Heizung wählen wir Elektroheizung aus.
Parameter Versuch 2 mit 2-Punkt-Regler
Hier stellen wir unter „Art der Heizregelung“ die schaltende 2-Punkt-Regelung ein. Alle andere Parameter bleiben unverändert. Anschließend müssen wir dem
Tastsensor 3Plus noch mal die Gruppenadresse zuordnen, da die Verbindung bei der Änderung gelöscht wurde.
Ergebnisse
Hier kann man sehen, wie überzeugend der Regler mit seiner Aufgabe fertig wurde. Die Ist-Temperatur liegt zwar minimal unter dem Soll, dafür hat sie aber
einen stabilen, konstanten Verlauf. In der Praxis kann man den Soll bei Bedarf über die Einstellungen am Regler, die über Tasten verstellt werden können,
etwas anheben.
An der Kurve kann der Unterschied zu einer PI-Regelung sofort erkannt werden. Die Ist-Temperatur pendelt um das Soll und weist Abweichungen bis
zu +/-2 °C von der Solltemperatur auf.
Die Schlussfolgerung aus den Versuchen ist schnell gezogen: Sofern es die Umstände erlauben, ist eine PI- bzw. PID-Steuerung einer Heizung stets vorzuziehen.
In diesem Fall ein KNX-Regler der Firma Gira hat seine Aufgabe sehr zufriedenstellend bewältigt. Da das KNX-System nichts Neues ist und ein PID-Regler ebenfalls,
kann ruhig davon ausgegangen werden, dass auch Regler anderer Hersteller für diese Aufgaben bedenk los eingesetzt
werden können.
