DE20000146U1

DE20000146U1 - Vorrichtung zum Regeln einer Größe in einer Heizanlage

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Publication number: DE20000146U1
Application number: DE20000146U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Generations Group GmbH and Co KG
Priority date: 2000-01-05
Filing date: 2000-01-05
Publication date: 2000-03-02
Anticipated expiration: 2010-01-06

Description

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"Stdnsdorfslc. 10, D-80538 München

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Neue Beschreibung Vorrichtung zum Regeln einer Größe in einer Heizanlage

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln einer Größe in einer Heizanlage sowie zum Aufbereiten einer Eingangsgröße für eine Regelung.

In einer Heizanlage können Schwankungen der Temperatur des Kesselwassers z.B. durch einen Zweipunktbetrieb des das Kesselwasser erwärmenden Brenners hervorgerufen werden. Diese wirken sich wiederum störend auf die Temperatur des Heizkreisvorlaufwassers aus, die möglichst konstant auf einer vorgegebenen Solltemperatur gehalten werden soll. Dafür kann z.B. ein Mischerregler eingesetzt werden, der die durch die Schwankungen der Kesselwassertemperatur verursachten Störungen ausregelt, so daß die Heizkreisvorlaufwassertemperatur in einem engen Toleranzband um ihren Sollwert bleibt.

Als Stellglieder werden z.B. Drei- und Vierwegemischer eingesetzt, wobei z.B. entsprechende Ventile inkrementell angesteuert auf- und zugefahren werden und dabei z.B. einen Winkelbereich von 90° durchfahren können. Durch die Verstellung des Mischerventils wird dem aus dem Kessel kommenden aufgeheizten Wasser kälteres Heizkreisrücklaufwasser zugemischt und so die gewünschte Heizkreisvorlauftemperatur eingestellt. Das Übertragungsverhalten eines Mischers kann von der Differenz aus Kesselvor- und Heizkreisrücklauftemperatur, den Volumenströmen, dem Mischertyp und der Mischerbauart abhängig sein. Da ein Großteil dieser Einflußfaktoren unbekannt und betriebspunktabhängig ist, ist eine gradgenaue Regelung der Heizkreisvorlauftemperatur in jedem Betriebspunkt schwer zu erreichen. Es muß jedoch einerseits ein gutes Regelverhalten unter normalen Betriebsbedingungen, andererseits aber auch ein stabiles Verhalten in Grenzsituationen, d.h. z.B. bei großen Kesseltemperaturschwankungen, gewährleistet sein.

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Des weiteren werden in der Heiztechnik aus Kostengründen sehr einfache AD-Wandler und Controller eingesetzt. Daraus resultieren Probleme infolge der Wertquantisierung der verwendeten Meßgrößen. Auch der Sollwert für die Heizkreisvorlauftemperatur ist eine aus derartigen Meßgrößen abgeleitete Größe, die daher von Störungen wie z.B. Quantisierungsrauschen überlagert ist. Es kann z.B. insbesondere dann, wenn die Meßwerte multiplikativ zur Sollwertbildung beitragen oder eine Differenz aus Meßwerten zur Bildung des Sollwertes benötigt wird, zu ungewollten Sollwertsprüngen aufgrund der Quantisierungseffekte kommen. Derartige Sollwertsprünge sind vom Betrag her zwar klein, können aber einen angeschlossenen Regler stören. Im Fall einer Vorlauftemperaturregelung werden aufgrund dieser Effekte Stellbewegungen ausgelöst, wodurch die Anzahl der Stellsignale für den Mischermotor bzw. für das oder die diesen ansteuernde Relais unnötigerweise erhöht wird, was eine unnötige Belastung der Relais bzw. des Motors bedeutet.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Regeln einer Größe in einer Heizanlage anzugeben, die eine hohe Regelgüte aufweist.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Aufbereiten einer Eingangsgröße für eine Regelung anzugeben, mit der der Einfluß der Störungen der Eingangsgröße verringert wird.

Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Erfindungsgemäß wird zum Regeln einer Größe in einer Heizanlage eine Stellgröße zum Ansteuern eines Stellantriebs durch einen Mehrpunktregler ermittelt. Eine mit dem Mehrpunktregler verbundene Rückführungseinrichtung ermittelt in Abhängigkeit von der ihr als Eingangsgröße zugeführten Stellgröße eine Rückführgröße. Der Mehrpunktregler ermittelt wiederum die

Stellgröße in Abhängigkeit von einem Sollwert für die zu regelnde Größe und von einem Istwert der zu regelnden Größe und der Rückführgröße.

Vorzugsweise ist die zu regelnde Größe die Heizkreisvorlauf- oder -rücklauftemperatur der Heizanlage. Der Stellantrieb kann z.B. einen Motor aufweisen, der ein oder mehrere Ventile ansteuert. Ein derartiges Ventil kann z.B. ein Mischventil zum Mischen von Kesselwasser mit Heizkreisrücklaufwasser sein. Der Mehrpunktregler kann z.B. ein Dreipunktregler sein, der in Abhängigkeit von seiner Eingangsgröße drei verschiedene Stellgrößen zur Ansteuerung des Stellantriebs ausgeben kann. Die Stellgrößen können z.B. ein Öffnen oder Schließen eines Ventils bewirken oder zu einem Halten der Ventilstellung führen. Dementsprechend kann ein das Ventil ansteuernder Motor jeweils in Richtung "Ventil öffnen" oder in Richtung "Ventil schließen" drehen oder in seiner Position verharren, d.h. z.B. ausgeschaltet sein. Die Rückführungseinrichtung kann ein verzögerndes Übertragungsverhalten aufweisen. Dieses kann vorzugsweise ein proportionales Übertragungsverhalten mit einer Verzögerung erster oder höherer Ordnung wie z.B. ein PTl- oder PT2-Verhalten und/oder ein Tießpaßverhalten sein kann.

Weiterhin wird erfindungsgemäß zum Aufbereiten einer Eingangsgröße für eine Regelung ein Änderungsschwellenwert von einer Schwellenbestimmungseinrichtung bestimmt. Eine Änderungsermittlungseinrichtung ermittelt die zeitliche Änderung einer empfangenen Größe, wobei sie die Größe z.B. von einer Größenbestimmungseinrichtung empfangen kann. Eine Vergleichseinrichtung vergleicht die zeitliche Änderung mit dem Änderungsschwellenwert, wobei eine Eingangsgrößenermittlungseinrichtung dann, wenn der Betrag der zeitlichen Änderung kleiner als der Änderungsschwellenwert ist, die Eingangsgröße für die Regelung durch Verrechnen der empfangenen Größe mit zuvor empfangenen Größen und ansonsten aus der empfangenen Größe ermittelt.

Vorzugsweise sind die Eingangsgröße für die Regelung und/oder die empfangene Größe Sollgrößen der Heizkreisvorlauftemperatur. Eine derartige Sollgröße kann sich in gewollten größeren Sprüngen ändern, die z.B. deutlich von den ungewollten Störungen unterschieden werden können.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zur Heizkreisvorlauftemperaturregelung,

Fig. 2 eine Darstellung der Ausgangsgröße eines Dreipunktreglers über der Eingangsgröße nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 ein Flußdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zum Regeln einer Größe,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung zum Aufbereiten einer Eingangsgröße für eine Regelung
und

Fig. 5 ein Flußdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zum Aufbereiten einer Eingangsgröße für eine Regelung .

In Fig. 1 gibt ein Regler 101 eine Stellgröße S zur Ansteuerung eines Mischermotors (Stellantrieb) 102 aus. Dabei kann der Mischermotor 102 z.B. über zwei Relais für die Auf- und Zubewegung eines Ventils gesteuert werden. Ein Halten der Ventilstellung ist damit ebenfalls möglich. Der Motor 102 stellt in Abhängigkeit von der Stellgröße S und/oder von der Zeitdauer der Stellgröße S eine Mischerposition, d.h. z.B. den Öffnungsgrad eines Ventils ein. Das Übertragungsverhalten (Sprungantwort) des Motors kann den im Kästchen 102 dargestellten Verlauf aufweisen. Dort ist eine integrierende Kennlinie mit einem Endwert gezeigt, bei dem der Motor bzw. das

Ventil eine Endposition wie z.B. "ganz geöffnet" oder "ganz geschlossen" erreicht haben kann. In Abhängigkeit von der Mischerposition stellt sich ein Mischungsverhältnis zwischen dem Kesselvorlaufwasser und dem Heizkreisrücklaufwasser ein, so daß sich am Ausgang des Mischers 104 eine Isttemperatur HVist* des Heizkreisvorlaufwassers einstellen kann, die in einem engen Toleranzbereich einer vorgegebenen Sollgröße HVsoll entspricht. Das Übertragungsverhalten (Sprungantwort) des Mischers 104 kann durch einen Verstärkungsfaktor (Proportionalitätsfaktor) beschrieben werden, der abhängig von der Differenz aus Kesselvor- und Heizkreisrücklauftemperatur, den Volumenströmen, dem Mischertyp und der Mischerbauart sein kann.

Die Heizkreisvorlauftemperatur HVist* kann über einen Temperatursensor 106 erfaßt werden, der vorteilhaft in einem möglichst geringen Abstand hinter dem Mischer 104 montiert ist. Die Auswirkung des Abstandes zwischen Mischer 104 und Sensor 106 kann z.B. zeitlich durch eine Totzeit Tt beschrieben werden, die neben dem Abstand auch von dem Volumenstrom im Heizkreis abhängt und nicht bekannt ist. Im Kästchen 105 ist ein derartiges Übertragungsverhalten (Sprungantwort) dargestellt. Je näher der Sensor 106 hinter dem Mischer 104 plaziert wird, desto geringer wird diese unerwünschte Totzeit Tt. Das Übertragungsverhalten (Sprungantwort) des Sensors 106 kann durch ein PTl-Glied (Verzögerungsglied erster Ordnung) beschrieben werden. Durch den Wärmeübergang vom Heizwasser auf die Rohrwand, an der der Sensor 106 angeordnet ist, und von dort auf den Sensor 106 entsteht angenähert ein im Kästchen 106 dargestelltes PT2-Übertragungsverhalten (Verzögerungsglied zweiter Ordnung). Der Sensor 106 gibt einen Istwert HVist der zu regelnden Größe an einen Summationspunkt 107 aus. Dieser Istwert HVist stimmt durch das Übertragungsverhalten des Sensors 106 und der Totzeit Tt nicht genau mit der Isttemperatur HVist* des Wassers am Ausgang des Mischers überein.

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Die Sollgröße HV für die Regelung kann von einer Größenbestimmungseinrichtung 110 ausgegeben werden. Sie kann z.B. in Abhängigkeit von einer gewünschten Raumtemperaturänderung anhand eines Kennlinienfeldes oder einer Tabelle, die fest abgespeichert sein können und weitere Einflußfaktoren wie z.B. die Außentemperatur berücksichtigen können, ermittelt werden. Die Sollgröße HV kann direkt an die Regelung, in diesem Fall dem Summationspunkt 107 weitergegeben werden oder mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 109 zum Aufbereiten einer Größe für eine Regelung aufbereitet und dann als Sollwert HVsoll an den Summationspunkt 107 weitergegeben werden. Im letzteren Fall können z.B. Störeinflüsse durch die Digitalisierung verringert werden, die zu einer ungewollten Störung der Regelung führen würden.

Im Summationspunkt 107 wird der Istwert HVist von dem Sollwert HVsoll subtrahiert, und der Summationspunkt 107 gibt dementsprechend eine Regeldifferenz e an einen zweiten Summationspunkt 108 weiter. In einer anderen Ausführungsform ist es denkbar, daß der Sollwert HVsoll von dem Istwert HVist im Summationspunkt 107 subtrahiert wird, um die Regeldifferenz e zu erhalten. Der Summationspunkt 108 erhält als weitere Eingangsgröße eine Rückführgröße HVrück, die sie von der Regeldifferenz e subtrahiert. Dementsprechend gibt der Summationspunkt 108 eine Reglereingangsgröße HVein an den Regler 101 aus. In einer anderen Ausführungsform kann die Regeldifferenz e von der Rückführgröße HVrück subtrahiert werden, um die Reglereingangsgröße HVein zu erhalten. In anderen Ausführungsformen können die beiden Summationspunkte 107 und 108 miteinander und/oder die Rückführgröße HVrück mit dem Istwert HVist vertauscht werden.

Der Regler 101 ist in dieser Ausführungsform ein Dreipunktregler, wobei im Kästchen 101 der Verlauf der Stellgröße S in Abhängigkeit von der Reglereingangsgröße HVein dargestellt ist. Ein Dreipunktregler wird später mit Bezug auf Fig. 2 näher beschrieben. Die vom Regler 101 ausgegebene

Stellgröße S wird einer Rückführungseinrichtung 103 zugeführt, die in dem hier dargestellten Fall ein PTl-Verhalten (Sprungantwort) zeigt. Sie gibt die Rückführgröße HVrück in Abhängigkeit von der Stellgröße S aus. In einer anderen Ausführungsform können anstelle der einen Rückführungseinrichtung 103 zwei Rückführungseinrichtungen vorgesehen sein, die ein unterschiedliches zeitliches Verhalten aufweisen können. So können beide Rückführungseinrichtungen ein PTl-Verhalten zeigen, wobei sich jedoch die Zeitkonstanten voneinander unterscheiden können. Die Rückführungseinrichtungen können dann jeweils in Abhängigkeit von dem Vorzeichen der Stellgröße S betrieben werden. Dafür kann z.B. vor den beiden Rückführungseinrichtungen ein Schalter vorgesehen sein, der durch die Stellgröße S betätigt wird und entsprechend die eine oder die andere Rückführungseinrichtung schaltet. Die Ausgänge der beiden Rückführungseinrichtungen können dann entsprechend dem Summationspunkt 108 zugeführt werden.

In Fig. 2 ist das Verhalten eines bekannten Dreipunktreglers dargestellt. In Abhängigkeit von der Eingangsgröße HVein nimmt die Ausgangsgröße S, dargestellt durch die dicken durchgezogenen Linien, unterschiedliche Werte an. Von links kommend ist die Ausgangsgröße S so lange gleich einem negativen Ansteuerwert -San, bis die Eingangsgröße HVein einen zweiten Schwellenwert SW2 erreicht. Daran anschließend ist die Ausgangsgröße S bei einer weiteren Erhöhung der Eingangsgröße HVein so lange Null, bis sie einen vierten Schwellenwert SW4 erreicht, der größer als der zweite Schwellenwert SW2 ist. Bei Erreichen dieses Wertes ändert die Ausgangsgröße S ihren Wert in einen positiven Ansteuerwert San, den sie auch bei einer weiteren Erhöhung der Eingangsgröße HVein beibehält. Wird jetzt von rechts kommend die Eingangsgröße HVein erniedrigt, so wird erst bei Erreichen eines dritten Schwellenwertes SW3, der kleiner als der vierte Schwellenwert SW4 und größer als der zweite Schwellenwert SW2 ist, der Wert der Ausgangsgröße S zu Null geändert. Bei einer weiteren Erniedrigung der Eingangsgröße HVein bleibt die Ausgangsgröße S so

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lange auf Null, bis sie einen ersten Schwellenwert SWl erreicht, der kleiner als der zweite Schwellenwert SW2 ist. Erst dann wird der Wert der Ausgangsgröße S in den negativen Ansteuerwert -San geändert. Es ergibt sich in dieser Ausführungsform ein hystereseartiges Verhalten.

Die Differenz zwischen dem ersten SWl und dem vierten SW4 Schwellenwert wird als tote Zone XT bezeichnet. Die Differenz zwischen dem ersten SWl und dem dritten SW3 Schwellenwert bzw. zwischen dem zweiten SW2 und dem vierten SW4 Schwellenwert wird als Nullzone XN bezeichnet. Die tote Zone XT und die Nullzone XN können ebenso wie der Ansteuerwert San zur Optimierung des geforderten Regelverhaltens eingestellt werden. Dieses kann in Verbindung mit der Einstellung der Parameter der Rückführungseinrichtung 103 wie z.B. einer Zeitkonstanten TR und einer Verstärkung VR des dargestellten PTl-Verhaltens geschehen. Je nach Heizanlage können sich dafür andere optimale Werte ergeben. Insbesondere kann der Wertebereich für die tote Zone XT ebenso wie für die Nullzone XN bei 0 bis 5 K liegen, wobei die Nullzone XN kleiner als die tote Zone XT ist. Die Zeitkonstante TR der Rückführungseinrichtung 103 kann in einem Bereich zwischen 0 und 1000 s liegen, und die Verstärkung VR kann in einem Bereich zwischen 0 und 50 liegen.

Vorteilhaft sind bestimmte Parametersätze für unterschiedliche Heizanlagen z.B. in einem EEPROM abgespeichert, die dann je nach Anwendung abgerufen werden können. Bei der Bestimmung der Parameter XT, XN, TR und VR kann berücksichtigt werden, daß es eine maximale Regeldifferenz e gibt, die noch ein lineares Verhalten der Stellgröße S bewirkt. Dieses gilt ebenso für den maximalen Stellbereich des Motors 102 bzw. des Ventils, mit dem noch ein lineares Verhalten bewirkt werden kann.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des Ablaufes zur Regelung einer Größe einer Heizanlage. Im Schritt 301

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wird zunächst der Sollwert HVsoll der zu regelnden Größe, z.B. der Heizkreisvorlauftemperatur eingelesen. Im Schritt 302 wird der Istwert HVist der zu regelnden Größe ermittelt. Dieses kann z.B. über den in Fig. 1 gezeigten Sensor 106 geschehen. Danach wird im Schritt 303 eine Reglereingangsgröße HVein gebildet, indem eine Rückführgröße HVrück und der Istwert HVist von dem Sollwert HVsoll subtrahiert werden. Dieses stellt z.B. eine Zusammenfassung der Funktionen der beiden Summationspunkte 107 und 108 aus Fig. 1 dar, die auch als ein Summationspunkt dargestellt werden können. Diesem Summationspunkt können dann gleichzeitig die Rückführgröße HVrück, der Istwert HVist und der Sollwert HVsoll zugeführt werden. Dann kann z.B. auf die "Zwischengröße" e verzichtet werden.

Im anschließenden Schritt 304 wird abgefragt, ob die Reglereingangsgröße HVein kleiner als ein erster Schwellenwert SWl ist. Ist dieses der Fall, wird im Schritt 305 die aktuelle Stellgröße S(k) auf den Wert -1 gesetzt. Danach wird zum Schritt 314 übergegangen. Wird die Abfrage im Schritt 304 verneint, d.h. die Reglereingangsgröße HVein ist nicht kleiner als der erste Schwellenwert SWl, wird im Schritt 306 abgefragt, ob die Reglereingangsgröße HVein größer als ein zweiter Schwellenwert SW2 ist. Ist dieses der Fall, wird im Schritt 307 abgefragt, ob die in einem vorherigen Verfahrensdurchlauf zum Zeitpunkt k-1 ausgegebene Stellgröße S(k-l) gleich -1 war. Ist dieses der Fall, wird zum Schritt 310 übergegangen. Wird die Abfrage im Schritt 307 jedoch verneint, wird ebenso wie im Falle einer Verneinung der Abfrage im Schritt 306, d.h. die vorherige Stellgröße S(k-1) war nicht gleich -1 bzw. die Reglereingangsgröße HVein ist nicht größer als ein zweiter Schwellenwert SW2, zum Schritt 308 übergegangen. Dort wird abgefragt, ob die Reglereingangsgröße HVein kleiner als ein dritter Schwellenwert SW3 ist. Ist dieses der Fall, wird zum Schritt 309 übergegangen, in dem abgefragt wird, ob die zuvor ausgegebene Stellgröße S(k-1) gleich 1 war. Ist dieses der Fall, wird zum Schritt 310 übergegan-

gen, in dem die aktuelle Stellgröße S(k) zu Null gesetzt wird. Danach wird zum Schritt 314 übergegangen.

Wird die Abfrage im Schritt 309 verneint, wird ebenso wie im Falle der Verneinung der Abfrage im Schritt 308, d.h. die vorherige Stellgröße S(k-l) war nicht gleich 1 bzw. die Reglereingangsgröße HVein ist nicht kleiner als ein dritter Schwellenwert SW3, zum Schritt 311 übergegangen. Dort wird abgefragt, ob die Reglereingangsgröße HVein größer als ein vierter Schwellenwert SW4 ist. Ist dieses der Fall, wird zum Schritt 312 übergegangen, in dem die aktuelle Stellgröße S(k) zu 1 gesetzt wird. Danach wird zum Schritt 314 übergegangen. Wird die Abfrage im Schritt 311 verneint, d.h. die Reglereingangsgröße HVein ist nicht größer als ein vierter Schwellenwert SW4, wird die neue Stellgröße S(k) gleich der vorherigen Stellgröße S(k-l) gesetzt.

Daran anschließend wird im Schritt 314 die Rückführgröße HVrück durch Gewichtung der neuen Stellgröße S(k) und der vorherigen Stellgröße S(k-l) entsprechend der Gleichung

HVrück = VR(T0/TR*S(k)+(1-TO/TR)*S(k-1))

ermittelt. Dabei stellt TO die Zeitdauer (Abtastzeitkonstante) zwischen der Ausgabe der vorherigen Stellgröße S(k-1) und der neuen Stellgröße S(k) dar, TR die Zeitkonstante der Rückführeinrichtung 103 und VR der Verstärkungsfaktor der Rückführeinrichtung 103 dar. Daran anschließend wird im Schritt 315 die neue Stellgröße S(k) gespeichert, damit sie für den nächsten Durchlauf als vorherige Stellgröße S(k-1) zur Verfügung steht.

Die hier dargestellte Regelung zeigt ein quasi-lineares PI-Verhalten. Im Unterschied zur linearen Regelung zeichnet sich diese jedoch durch eine Ruhestellung um den Sollwert HVsoll aus, bei der die Stellgröße S z.B. keine Ansteuerung der Ventile bewirkt. Das bedeutet, daß der Istwert HVist in gewissen

Grenzen, die fein einstellbar sind (Nullzone XN, tote Zone XT), um den Sollwert HVsoll schwanken kann, ohne daß dies zu einer Änderung der Stellgröße S führt. Dadurch können z.B. Totzeiten des zu regelnden Systems aufgefangen werden und ein zur Ansteuerung verwendeter Motor und/oder entsprechende Relais geschont werden, da sie nicht so häufig geschaltet werden müssen.

In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Vorrichtung (109) zum Aufbereiten einer Eingangsgröße für eine Regelung gezeigt. Ihr wird von einer Größenbestimmungseinrichtung 110 eine für die Regelung bestimmte Größe HV zugeführt. Eine Empfangseinrichtung 401, die z.B. ein Stecker oder ein Speicher sein kann, empfängt die Größe für die Regelung HV und gibt diese empfangene Größe HV an verschiedene Einrichtungen weiter. So erhält z.B. die Änderungsermittlungseinrichtung 402 die empfangene Größe HV und kann daraus z.B. durch Vergleichen mit einer in einem Speicher 403 gespeicherten vorherigen empfangenen Größe die zeitliche Änderung dieser Größe dHV ermitteln und an eine Vergleichseinrichtung 405 ausgeben. Die Änderungsermittlungseinrichtung 402 kann auch ein Differenzierer sein, der seine Eingangsgröße HV differenziert, wobei dann z.B. der Speicher 403 nicht vorhanden ist.

Eine Schwellenwertbestimmungseinrichtung 404 bestimmt einen Änderungsschwellenwert SWänd und gibt diesen ebenfalls an die Vergleichseinrichtung 405 aus. Die Vergleichseinrichtung 405 vergleicht die zeitliche Änderung dHV mit dem Änderungsschwellenwert SWänd und gibt entsprechend dem Ergebnis des Vergleiches ein Signal an eine Eingangsgrößenermittlungseinrichtung 406 aus. Diese erhält weiterhin die empfangene Größe HV von der Empfangseinrichtung 401.

In einem Speicher 408 sind eine oder mehrere zuvor ermittelte Eingangsgrößen, vorzugsweise die zuletzt ermittelte Eingangsgröße für die Regelung HVregel gespeichert. Diese werden ei-

ner Gewichtungseinrichtung 407 zugeführt, die diese und die von der Empfangseinrichtung 401 zugeführte empfangene Größe HV vorzugsweise unterschiedlich gewichtet und an die Eingangsgrößenermittlungseinrichtung 406 ausgibt. Die Eingangsgrößenermittlungseinrichtung 406 ermittelt aus ihren Eingangsgrößen die Eingangsgröße für die Regelung HVregel, die dann einer Regelung wie z.B. einer Heizkreisvorlauftemperaturregelung zugeführt wird.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des Ablaufes zum Aufbereiten einer Eingangsgröße HVregel für eine Regelung. Hierbei wird im Schritt 501 der Änderungsschwellenwert SWänd bestimmt. Danach wird im Schritt 502 die aufzubereitende aktuelle Größe für die Regelung HV(k) empfangen. Daran anschließend wird die zeitliche Änderung dHV der empfangenen Größe ermittelt. Im anschließenden Schritt 504 wird abgefragt, ob die zeitliche Änderung dHV größer als der Änderungsschwellenwert SWänd ist. Ist dieses der Fall, wird im Schritt 505 die aktuelle Eingangsgröße für die Regelung HVregel (k) gleich der aktuellen empfangenen Größe HV(k) gesetzt. Wird die Abfrage im Schritt 504 verneint, wird im Schritt 506 die Eingangsgröße für die Regelung HVregel(k) durch Gewichtung der aktuellen empfangenen Größe HV(k) und der vorherigen empfangenen Größe HVregel(k-1) nach der Gleichung

HVregel(k) = T0/xsoll*HV(k)+(1-TO/xsoll)*HVregel(k-1)

ermittelt. Dabei bezeichnet TO widerum die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt k und k-1, und tsoll stellt eine weitere einzustellende Zeitkonstante dar. Daran anschließend wird im Schritt 507 die aktuelle Eingangsgröße für die Regelung HVregel (k) und im Schritt 508 die aktuelle empfangene Größe HV(k) gespeichert.

Der Änderungsschwellenwert kann im Falle einer Heizkreisvorlauftemperaturregelung z.B. auf 3 K eingestellt werden, so daß größere gewollte Sollwertsprünge von der erfindungsgemä-

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ßen Vorrichtung direkt auf den Eingang der Regelung weitergegeben werden, wohingegen Störungen, die weniger als 3 K betragen, im wesentlichen folgenlos bleiben. Dadurch ist ihr Einfluß gering. Bei der Festlegung des Schwellenänderungswertes SWänd kann die Höhe der Störungen derart berücksichtigt werden, daß diese im wesentlichen kleiner als der Änderungsschwellenwert SWänd liegen und somit als Störungen aufgefaßt werden können.

Sämtliche beschriebenen Einrichtungen oder Verfahren können sowohl analog als auch digital oder auch gemischt realisiert sein. Bei einer gemischten analogen und digitalen Realisierung können dann entsprechende Analog/Digital-Wandler und Digital/Analog-Wandler vorgesehen sein. Die dargestellten Einrichtungen können auf über einen Daten- und/oder Steuerbus miteinander kommunizieren, so daß sie keine direkte Verbindung miteinander aufweisen und damit die in den Figuren gezeigten Verbindungen ganz oder teilweise symbolisch sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Regeln einer Größe in einer Heizanlage, gekennzeichnet durch:

1. einen Mehrpunktregler (101), der eine Stellgröße (S) zum Ansteuern eines Stellantriebs (102) ermittelt,

2. eine mit dem Mehrpunktregler (101) verbundene Rückführungseinrichtung (103), der als Eingangsgröße die Stellgröße (S) zugeführt wird und die eine Rückführgröße (HVrück) in Abhängigkeit von der Stellgröße (S) ermittelt,
wobei der Mehrpunktregler (101) die Stellgröße (S) in Abhängigkeit von einem Sollwert (HVsoll) für die zu regelnde Größe, einem Istwert (HVist) der zu regelnden Größe und der Rückführgröße (HVrück) ermittelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrpunktregler (101) ein Dreipunktregler ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu regelnde Größe die Heizkreisvorlauf- oder -rücklauftemperatur ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (102) einen ein Ventil ansteuernden Motor aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Mischventil (104) zum Mischen von Kesselwasser mit Heizkreisrücklaufwasser ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungseinrichtung (103) ein verzögerndes Übertragungsverhalten aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verzögernde Übertragungsverhalten der Rückführungseinrichtung (103) von der Stellgröße (S) abhängig ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrpunktregler (101) und/oder die Rückführeinrichtung digitale Einrichtungen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Sensorik (106) zum Ermitteln des Istwertes (HVist).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Sollwertermittlungseinrichtung zum Ermitteln des Sollwertes (HVsoll)

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Verknüpfungseinrichtung (108) zum Verknüpfen des Sollwertes (HVsoll), des Istwertes (HVist) und der Rückführgröße (HVrück) zu einer einzigen Reglereingangsgröße (HVein).

12. Vorrichtung (109) zum Aufbereiten einer Eingangsgröße (HVregel) für eine Regelung, gekennzeichnet durch:

1. eine Schwellenbestimmungseinrichtung (404) zum Bestimmen eines Änderungsschwellenwertes (SWänd),

2. eine Änderungsermittlungseinrichtung (403) zum Ermitteln der zeitlichen Änderung (dHV) einer empfangenen Größe (HV) für die Regelung,

3. eine mit der Schwellenbestimmungseinrichtung (404) und der Änderungsermittlungseinrichtung (403) verbundene Vergleichseinrichtung (405) zum Vergleichen der zeitlichen Änderung (dHV) mit dem Änderungsschwellenwert (SWänd), und

4. eine mit der Vergleichseinrichtung (405) verbundene Eingangsgrößenermittlungseinrichtung (406), die

1. dann, wenn der Betrag der zeitlichen Änderung (dHV) kleiner als der Änderungsschwellenwert (SWänd) ist, die Eingangsgröße (HVregel) für die Regelung aus einem Wert ermittelt, der durch Verrechnen der empfangenen Größe (HV) mit zuvor empfangenen Größen ermittelt wird,

2. ansonsten die Eingangsgröße (HVregel) für die Regelung aus der empfangenen Größe (HV) ermittelt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsgröße (HVregel) für die Regelung und/oder die empfangene Größe (HV) Sollgrößen der Heizkreisvorlauf- oder -rücklauftemperatur sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie digital ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Änderungsschwellenwert (SWänd) in Abhängigkeit von der Höhe der in der empfangenen Größe (HV) enthaltenen Störanteilen bestimmt wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch einen Speicher (408) zum Speichern der Eingangsgröße (HVregel) für die Regelung.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, gekennzeichnet durch eine Gewichtungseinrichtung (407), die die zu verrechnenden empfangenen Größen in Abhängigkeit von ihrem zeitlichen Auftreten gewichtet.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsgrößenermittlungseinrichtung (406) die Eingangsgröße (HVregel) für die Regelung nach folgender Gleichung ermittelt:

mit der Eingangsgröße für die Regelung HVregel(k) zum Zeitpunkt k, der Eingangsgröße für die Regelung HVregel(k - 1) zum Zeitpunkt k - 1, der empfangenen Größe HV(k) zum Zeitpunkt k, der Zeitdauer T0 zwischen den Zeitpunkten k und k - 1 sowie dem Gewichtungsfaktor τsoll.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die Eingangsgröße (HV_Regel) für die Regelung den Sollwert (HV_soll) für die zu regelnde Größe bildet.