Modbus RTU - Raumtemperaturregelung
- Bär Tino
Ab dem Softwarestand WPM_L23.1 ist es möglich die Funktion der intelligenten Raumtemperaturregelung Smart-RTC+ über die am Wärmepumpenmanager zur Verfügung stehenden BMS Schnittstelle mit dem Modbus RTU Protokoll zu nutzen.
Über Modbus RTU müssen die Werte der Raumtemperatur, der Raumfeuchte (für die Kühlung) sowie der Raumsolltemperatur von maximal bis zu 10 Räumen, an den Wärmepumpenmanager gesendet werden. Der Wärmepumpenmanager errechnet sich aus diesen Werten die maximal notwendige Systemtemperatur im Heizen, sowie die minimal mögliche Systemtemperatur im stillen Kühlen unter Berücksichtigung des Taupunktes.
Aktivierung am Wärmepumpenmanager
Die Aktivierung der Raumregelung über die BMS Schnittstelle erfolgt vom Servicetechniker während der Inbetriebnahme.
Parameter | Einstellung | Einstellwert | |
|---|---|---|---|
1./2./3.Kreis | |||
| 1./2./3.Kreis | Welche Regelungsmöglichkeit soll für den 1./2./3.Kreis genutzt werden? | Raumtemperatur |
| 1./2./3.Kreis | Welche Hardware wird für die Raumregelung Heizen/Kühlen verwendet? | BMS |
| 1./2./3.Kreis | Wie viele Raumregler werden mit der BMS Schnittstelle für den 1./2./3.Kreis verwendet? | 1 … 10 |
WICHTIG
Die Anzahl der Raumregler muss an die Anzahl der Modbus RTU Raumsensoren angepasst werden, welche auch Werte an den Wärmepumpenmanager senden sollen. Der Wärmepumpenmanager kann Werte von maximal 10 Raumreglern verarbeiten.
Datenpunkte Raumregelung
Da nur eine begrenzte Anzahl von Adressen zur Verfügung steht, wird zum Schreiben der Werte für die Räume die Umschaltung der Zeitfunktion aus Kapitel „Auswahl Zeitfunktionen“ genutzt. Für den Zugriff stehen dabei die Adressen 50 – 59 für den 1.Heiz/Kühlkreis, die Adressen 60 – 69 für den 2.Heiz/Kühlkreis und die Adressen 70 – 79 für den 3.Heiz/Kühlkreis zur Verfügung. Eine Umschaltung erfolgt über das Object DU_ZF_Wert.
Name | Address | Datapoint Typ | COIL/REG | R/W | Range | Unit | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Min. | Max. | ||||||
Raumadressen 1.Heiz/Kühlkreis | 64 | uint16 | Register | R/W | 50 | 59 | no |
Raumadressen 2.Heiz/Kühlkreis | 64 | uint16 | Register | R/W | 60 | 69 | no |
Raumadressen 3.Heiz/Kühlkreis | 64 | uint16 | Register | R/W | 70 | 79 | no |
Raumtemperatur 50-79 BMS | 11 | uint16 | Register | R/W | 100 | 500 | 0.1 °C |
Raumfeuchte 50-79 BMS | 13 | uint16 | Register | R/W | 200 | 900 | 0.1 % |
Raumsolltemperatur 50-79 BMS | 288 | uint16 | Register | R/W | 100 | 300 | 0.1 °C |
Raumfreigabe 50-79 BMS | 371 | uint16 | Register | R/W | 1 | 3 | no |
| 1: Heizen (Kühlen gesperrt) | ||||||
Zustand Stellventil | 177 | boolean | Coil | R | 0 | 1 | no |
| 0: geschlossen | ||||||
HINWEIS
Raumfreigabe:
Mit der Raumfreigabe wird festgelegt ob die Werte zur Berechnung der Solltemperatur nur für das Heizen oder für Heizen und Kühlen erfolgen soll. Wird nur Heizen ausgewählt, wird der Raum für das Kühlen gesperrt, die Werte fließen nicht für die Berechnung der Solltemperatur für das Künlen ein.
Beispiel:
Bäder werden in der Regler nicht gekühlt, jedoch soll die Raumtemperaturregelung für das Bad mit verwendet werden. Dann wird der Wert für die Raumfreigabe für das Bad auf 1 gestellt. Das Bad wird für das Kühlen nicht berücksichtigt. Das Ventil muss geschlossen werden.
Zustand Stellventil:
Der Wärmepumpenmanager ermittelt ob ein Ventil geöffnet oder geschlossen sein soll. Über das Register kann der Zustand abgefragt werden und für die eigene Programmierung genutzt werden.
Beispiel für das Schreiben der Raumwerte
Nachfolgende Tabelle bezieht sich auf die Gruppen Adressen im Beispielprojekt.
Name | e.g. Group Address |
|---|---|
Anzahl Räume lesen | 14/5/1 (Sensor) |
Raumadresse 50 - 59 umschalten | 14/5/2 (Aktor) |
Raum-Ist-Temperatur RIT Adr. 50 - 59 schreiben | 14/5/4 (Aktor) |
Raum-Ist-Feuchte RIF Adr. 50 - 59 schreiben | 14/5/6 (Aktor) |
Raum-Soll-Temperatur RST Adr. 50 - 59 schreiben | 14/5/8 (Aktor) |
Raum-Freigabe RFG Adr. 50 - 59 schreiben | 14/5/10 (Aktor) |
Für die Übertragung der Raumwerte erfolgt über die Umschaltung der Adresse (14/5/2). Die nachfolgende Beschreibung soll eine Möglichkeit einer solchen Umsetzung darstellen. Hierbei werden die Raumwerte im Durchlauf von 1 Minute pro Raum an den Wärmepumpenmanager geschrieben. Bedeutet bei 10 Räumen eine maximale Durchlaufzeit von 10 Minuten. Diese Durchlaufzeit stellt bei den geringen Änderungen von Raumwerten kein Problem dar und wird den Komfort nicht einschränken.
Baustein 1 - Umschalten der Raumadressen
Im Baustein 1 wird zunächst ein Zähler angelegt, welcher jede Minute (Pulse for minute) um +1 hochzählt. Begonnen wird die Zählung bei 50 und endet bei der Anzahl eingestellter Raumregler (Sensor 14/5/1). Nach dem Erreichen der Anzahl eingestellter Raumregler, beginnt die Zählung wieder bei der Adresse 50. Dieser ermittelte Zählwert wird jede Minute in den Aktor 14/5/2 geschrieben. Parallel dazu wird der Merker 1 (AI Memory flags 1) ebenfalls mit dem Zählwert befüllt. Merker 3 (AI Memory flags 3) mit dem Minutenimpuls ausgelöst. Beide Merker werden im Baustein 2 benötigt. Der Eingang M mit der Konstanten 0 bedeutet, dass der Zähler bei erreichen der Anzahl eingestellter Raumregler wieder bei 50 beginnt und nicht nach dem Erreichen der eingestellten Raumregler stoppt.
Baustein 2 - Verzögertes Schreiben der Raumwerte
Nach dem Umschalten der Raumadressen mit Baustein 1, erfolgt um 3 Sekunden verzögert das Schreiben der Werte über die Aktoren 14/5/4 (Raumtemperatur), 14/5/6 (Raumfeuchte), 14/5/8 (Raumsolltemperatur) und 14/5/10 (Raumfreigabe). Hierfür wird der Merker 1 (AI Memory flags 1) sowie der Merker 3 (AI Memory flags 3) aus Schritt 1 benötigt. Zunächst wird ein um 3 Sekunden (Delayed time 3 sec.) verzögerter Impuls (Deleayed impuls) über den Merker 3 (AI Memory flags 3) befüllt. Der verzögerte Impuls triggert den Analog-Speicher (Analogue memory) welcher bereits mit dem Merker 1 (AI Memory flags 1) Zählwert aus Baustein 1 befüllt ist. Wird der verzögerte Impuls ausgelöst, wird der Wert aus dem Analog-Speicher (Analogue memory) in den Merker 2 (AI Memory flags 2) geschrieben. Der Wert im Merker 2 (AI Memory flags 2) wird im Baustein 3 weiter benötigt.
Baustein 3 - Zu beschreibende Raumadresse vergleichen
Der Merker 2 (AI Memory flags 2) aus Baustein 2 enthält den aktuellen Wert der Raumadresse die geschrieben werden soll. Damit der richtige Trigger der Raumadresse ausgelöst wird, muss die Raumadresse aus Merker 2 (AI Memory flags 2) verglichen werden. Verglichen wird der Merker 2 (AI Memory flags 2) mit der Konstanten 50 (Constant 50). Ist der Wert gleich wird ein weiterer Merker 50 (AI Memmory flags 50) gesetzt. Der Merker 50 (AI Memory flags 50) wird im Baustein 4 benötgt und löst dort den Trigger aus.
HINWEIS
Dieses Beispiel zeigt nur den Vergleich der Raumadresse 50 und muss für jede zu beschreibende Raumadresse 50 - 59 angelegt werden.
Baustein 4 - Schreiben der Raumwerte in den Zwischenspeicher
Der Baustein 4 wird am Beispiel der Raum-Soll-Temperatur für die Raumadresse 50 (Room-set-temperature 50) erklärt. Zunächst wird die Raum-Soll-Temperatur (Room-set-temperature 50) mit Faktor x10 multipliziert. Dies ist notwendig, da nur Ganzzahlen(*) geschrieben werden. Das Ergebnis wird in einen Analog-Speicher (Analogue memory) geschrieben. Wird nun der Merker 50 (AI Memory flags 50) aus Schritt 3 ausgelöst, wird die im Analog-Speicher (Analogue memory) befindliche Zahl in den Merker RST 50 (AI Memory flags RST 50) geschrieben, der wiederrum gleichzeitig den Aktor 14/5/8 für die Raum-Soll-Temperatur auslöst.
Baustein 5 - Schreiben der Raumwerte in den Wärmepumpenmanager
Mit dem Baustein 5 wird aufgezeigt wie die Raumwerte in den Aktor getriggert werden. Dabei steht
RIT => Raum-Ist-Temperatur
RIF => Raum-Ist-Feuchte
RST => Raum-Soll-Temperatur
RFG => Raum-Freigabe.
Zusammenfassung
Die Bausteine 1 - 5 dienen als Beispiel und stellen eine Möglichkeit für die Umsetzung zum Beschreiben der Raumwerte dar. Der Ablauf wurde bewusst in einzelne Bausteine gegliedert, damit der Ablauf möglichst einfach erklärt werden kann. Die dargestellten Bausteine können auch zusammengefasst, anders aufgebaut oder auch andere Wege gewählt werden.