PLC besturing

verwarming, isolatie, huiselijk energieverbruik

Moderator: Moderators

Gebruikersavatar
nck
Wiki Koning
Berichten: 1702
Lid geworden op: 19 apr 2008, 18:11
Locatie: venebrugge
Contacteer:

PLC besturing

Bericht door nck » 27 dec 2009, 20:46

Hallo allemaal!!

Na een periode van stilte weer eens een bijdrage van het platteland.

De afgelopen tijd met van alles en nog wat bezig geweest en 1 van die dingen is de vernieuwing van de besturing die mijn hout-cv koppelt aan de rest van ons huis.

Ik hoop dat ik er iemand een plezier mee doe buiten mezelf om, ik mag dit soort dingen nu eenmaal graag doen.

Aangezien ik de PDF gezien z'n grootte hier niet kan uploaden zal ik het pagina voor pagina hier neerzetten.

Jan
*
*
*
PLC-BESTURING FRÖHLING FHG-30 (26-12-2009)

INLEIDING
Zoals in dit forum elders is te lezen stoken wij al geruime tijd met een fröhling FHG turbo 30
Kw. Deze ketel is onze enige warmtebron en is gekoppeld aan een open buffervat, een
melkkoeltank van 3000 L, en vier boilers in serie. De totale boilerinhoud bedraagt 380 L.
(1 x 120 + 1 x 100 + 2 x 80).
Deze combinatie heb ik altijd op een vrij basale manier aangestuurd door middel van een paar
grove relais. Dit werkte op zich behoorlijk goed, maar na verloop van tijd ging ik mij storen
aan het feit dat een en ander niet beter te regelen was.
Dit werd nog versterkt doordat ik bij kennissen ondertussen ook een besturing heb gebouwd
die eenzelfde ketel volautomatisch stuurt in combinatie met een buffer, grote boiler en een
nieuwe Intergas cv-ketel.
Voortschrijdend inzicht deed de rest in ik heb aldus besloten om de complete besturing van
onze ketel opnieuw te ontwerpen en te bouwen.

DE TEKORTKOMINGEN
Bedenk dat datgene wat hier wordt beschreven een enkel en alleen van toepassing is op ons
systeem. Nergens is zoveel variatie mogelijk als met hout-cv ketels met alle attributen er om
heen.
De twee meest storende tekortkomingen waren:
• Het slecht laden van de buffer.
• Het in de zomer elke dag moeten stoken voor het warme tapwater. Hierbij moet wel
worden vermeld dat er op dat moment slechts 2 boilers (180 L) aanwezig waren.


Het slecht laden van de buffer werd veroorzaakt door de eenvoudige relaisschakeling die bij
elke warmtevraag, dus ook bij een draaiende ketel, warm bufferwater terug pompte in het
systeem. Dit had als gevolg dat de gewenste scheiding tussen warm en koud, met name in de
winter, zelden goed tot z’n recht kwam. (menging van warm en koud)
Het effect hiervan was weer dat de buffer vrij snel te koud was om het huis op temperatuur te
brengen. De boventemperatuur was te laag.

Met dit fenomeen heb ik afgelopen herfst een poosje lopen stoeien en opgelost door een
tweede relaisschakeling te monteren die de buffer onder voorwaarden uitschakelde wanneer
de ketel draaide.
Op zich een vrij simpele oplossing maar nog niet bevredigend.
Als eerste het lawaai van al die slaande magneetschakelaars en ten tweede het nog steeds niet
afzonderlijk kunnen regelen van het complete proces.
Het tweede punt, dat van de beperkte tapwater voorraad is inherent aan onze gezinsopbouw,
met drie vrouwen in huis word er wat afgedouched. Dit is met name in de zomer een vreemde
gewaarwording omdat er dan alsnog elke dag gestookt moet worden.
Dus hiervoor heb ik als eerste een paar extra boilers op de kop getikt zodat de voorraad wat
groter wordt. Mijn hoop is dat ik aanstaande zomer nu een dag kan overslaan met tapwater te
verwarmen. Misschien wel tegen beter weten in.
Tapwater verwarmen met de buffer is eigenlijk niet aan de orde omdat boilers flink
opgewarmd moeten worden i.v.m. legionella besmetting en de buffer zelden de hiervoor
benodigde temperatuur heeft in de zomer.

DE VOORWAARDEN
Aan de volgende voorwaarden moet de schakeling voldoen:
• Elke klep of pomp moet afzonderlijk aan te sturen zijn.
• Gelijktijdig opwarmen van tapwater en huis bij een draaiende ketel. (om en om)
• Beperking van de retourwatertemperatuur bij het draaien op de buffer om te grote
menging in de buffer tegen te gaan. (experimenteel omdat wij een liggende buffer
hebben)
• Beter en vollediger overzicht welke onderdelen in de installatie actief zijn.
• Naderhand aanpasbaar zijn bij wijzigingen in de installatie of bij voortschrijdend
inzicht.
• Eerst alle warmte van de hout-cv verbruiken alvorens de buffer in te schakelen

De volgende ingangsignalen zijn aanwezig:
• Hout-cv is aan en op temperatuur. (ketelpomp draait, start en stop temperatuur is in te
stellen in de ketelbesturing) Het signaal is dus: spanning op de pomp is aan, pomp uit
is keteltemperatuur te laag.
• Warmtevraag huis afkomstig van een Chronetherm Visio, hierin is het aantal
schakelmomenten per uur in te stellen.
• Warmtevraag boiler 1
• Warmtevraag boiler 2
• Retourwater temperatuur te hoog, afkomstig uit een vrij in te stellen dig. thermostaat.
De uitgangssignalen zijn:
• Systeempomp aan / uit
• Tweewegklep van het systeem open / dicht
• Pomp warmtewisselaar buffer aan / uit
• Driewegkleppen warmtewisselaar open / dicht
• Driewegklep boiler / huis open / dicht
• Signaal retourwater te warm
• Signaal buffer opwarmen

BOILERS
Bijlagen
BOILER.jpg
Laatst gewijzigd door nck op 27 dec 2009, 22:25, 1 keer totaal gewijzigd.
Vinden wanneer je stopt met zoeken

Gebruikersavatar
nck
Wiki Koning
Berichten: 1702
Lid geworden op: 19 apr 2008, 18:11
Locatie: venebrugge
Contacteer:

Re: PLC besturing: het vervolg

Bericht door nck » 27 dec 2009, 21:19

Hier de opstelling van de boilers, van links naar rechts: 1 x Nefit 120 L. (boiler 1) 1 x Nefit
80 L. (boiler 2) 1 x Nefit 80 L. (boiler 3) en 1 x staande Nibe 100 L. (boiler 4).

(In de originele tekst stond hier een schematische weergave, Die moet ik opnieuw maken echter met een beetje goede wil gaat het ook met de foto. De situatie is gelijk)

Schematisch de aansluiting in serie voor het opwarmen. De opwarming gaat dus van rechts
naar links. Dit geldt ook voor het tapwater, de rechter boiler (4) voedt de naastgelegen (3) met
z’n warme water enzovoorts.
Boiler 1 en 2 zijn voorzien van een thermostaat met wisselcontact.
Boiler 2 staat relatief laag afgesteld, ongeveer 40 graden. Boiler 1 staat maximaal, ongeveer
80 graden.
De werking is als volgt: bij afname van warm tapwater zullen de boilers afkoelen van 4 naar
1.
Echter omdat 1 maximaal is afgesteld zal deze vrij snel het signaal koud geven als gevolg van
enige menging.
Pas wanneer 2 het signaal koud geeft zal de opwarming worden gestart.
Er is op dat moment nog ongeveer 120 liter water aanwezig van 55 – 60 graden in 1.
Boiler twee zal als eerste weer afschakelen door z’n laag ingestelde temperatuur maar de
opwarming gaat door tot 1 het signaal warm geeft, alle boilers zijn nu tot op maximale
temperatuur verwarmt.
Boiler 3 en 4 zijn extra voorraad.

De besturingskast.

Plaatje van de kast met een schematische loop van het systeem voorzien van gekleurde leds
om de toestand aan te geven. (met dank aan m’n jongste dochter die dit later nog verder wil
inkleuren)

plc 002.jpg



Interieur van de besturingskast. En een plaatje van de gebruikte relais. Deze 11 polige omrons
zijn volop voor een prikkie te krijgen op marktplaats waar ik er een hele doos vol van heb
gekocht. De gebruikte trafo levert de benodigde 24 volt stuur en voedingsspanning voor de
relais en de kleppen. Via een diodebrug en een flinke condensator haal ik hier ook de
gelijkspanning uit voor de leds, alhoewel deze door de diodebrug wat aan de hoge kant is (31
volt) zodat ik de leds bescherm met een weerstand. De spanning op de leds is hiermee 22 volt.

plc 004.jpg
relais 002.jpg
Vinden wanneer je stopt met zoeken

Gebruikersavatar
nck
Wiki Koning
Berichten: 1702
Lid geworden op: 19 apr 2008, 18:11
Locatie: venebrugge
Contacteer:

Re: PLC besturing

Bericht door nck » 27 dec 2009, 21:37

De besturing zelf is gebouwd rond een Siemens Logo! 230 rcl. Hiervoor kunnen ook andere
huis, tuin en keuken PLC gebruikt worden zoals de Moeller Easy.
Door schade en schande wijs geworden gebruik ik altijd relais als buffer tussen een plc en een
installatie, ondanks dat de plc een schakelvermogen heeft van 8A bij 230 volt.
Hiervoor heb ik tien Omrons gebruikt met drievoudig wisselcontact. zo kan ik met het signaal
ook de led sturen. En heb geen last van dat de drie verschillende spanningen elkaar in de weg
zitten.
Voor de leds: 24 gelijkstroom.
De relais en de kleppen 24 volt wisselstroom en de pompen 230 volt wisselstroom.
Het schakelschema:
(klik op de afbeelding voor een iets grotere versie.)

schema-1.jpg



Het schakelschema is gemaakt in Logosoft comfort 6.1.
Blauw is een ingang in de PLC en rood is een uitgang.
Van de 7 uitgangen worden er 5 via een relais gestuurd en twee schakelen enkel een led (7-8)
In totaal dus 5 ingangsrelais en 5 uitgangsrelais
Van de 16 mogelijke ingangscombinaties (2 tot de macht 5) worden de volgende mogelijkheden gebruikt,
voor elke mogelijkheid een afbeelding uit de simulatie ter verduidelijking.
Rode lijnen geven de toestand “1” weer en blauwe lijnen “0”.
Vinden wanneer je stopt met zoeken

Gebruikersavatar
nck
Wiki Koning
Berichten: 1702
Lid geworden op: 19 apr 2008, 18:11
Locatie: venebrugge
Contacteer:

Re: PLC besturing

Bericht door nck » 27 dec 2009, 21:52

Hierna volgen de afzonderlijke situaties, elk met hun schema.

Alles onbediend.

schema-2.jpg


Ketel is aan, geen vraag, buffer wordt dus opgewarmd.
(omkeerpomp = pomp warmtewisselaar)

schema-3.jpg


Ketel aan, warmtevraag huis.
Systeempomp is opkomvertraagd en de 2-wegklep is afvalvertraagd omwille van het slaan
van de kleppen. Op deze manier worden ze drukloos geopend en gesloten.

schema-4.jpg
Vinden wanneer je stopt met zoeken

Gebruikersavatar
nck
Wiki Koning
Berichten: 1702
Lid geworden op: 19 apr 2008, 18:11
Locatie: venebrugge
Contacteer:

Re: PLC besturing

Bericht door nck » 27 dec 2009, 21:59

Warmtevraag huis, ketel uit. Buffer wordt ingeschakeld. Hiervoor moeten de driewegkleppen
van de warmtewisselaar worden omgezet zodat er vanuit de bovenkant van de buffer wordt
gepompt. Onbediend geven deze kleppen een stromingsrichting van beneden naar de
bovenkant van de buffer om deze op te warmen.

schema-5.jpg


De boilers worden alleen opgewarmd bij een draaiende ketel. Een plaatje van de boilervraag
met uitgeschakelde ketel is m.i. overbodig. Allereerst vraag van boiler 1, er gebeurt verder
nog niets. Buffer wordt opgewarmd.

schema-6.jpg


Dit veranderd echter wanneer er vraag van boiler 2 bijkomt. Het opladen van de buffer valt
weg en de driewegklep huis / boiler opent.

schema-7.jpg
Vinden wanneer je stopt met zoeken

Gebruikersavatar
nck
Wiki Koning
Berichten: 1702
Lid geworden op: 19 apr 2008, 18:11
Locatie: venebrugge
Contacteer:

Re: PLC besturing

Bericht door nck » 27 dec 2009, 22:07

Wanneer boiler 2 op temperatuur is zal de vraag echter blijven bestaan.

schema-8.jpg


Totdat boiler 1 ook op temperatuur is. Deze situatie is identiek aan het opwarmen van de
buffer. In deze schakeling heeft de warmtevraag uit huis voorrang op het opwarmen van de
boilers. Dit in tegenstelling van wat normaal is bij een standaard cv-ketel. Reden is simpel, de
Chronotherm kamerthermostaat schakelt 12 keer per uur. In de tussenpozen kan er gebruik
worden gemaakt om de boilers te verwarmen. Ook is het zo dat een ononderbroken opwarmen
van een zo grote hoeveelheid tapwater te lang duurt om het huis zonder verwarming te laten,
zeker in de winter. Tot nu toe gaat dit probleemloos.

schema-12.jpg


Ter afsluiting voor vandaag, diegene die interesse heeft in het logo-soft bestand kan dat bij mij gratis verkrijgen.
Ook dit hele epistel is als pdf (ruim 7 Mb) bij mij verkrijgbaar.
Vinden wanneer je stopt met zoeken

Gebruikersavatar
kockie
Site Admin
Berichten: 7497
Lid geworden op: 28 jan 2006, 17:42
Locatie: Zeddam
Contacteer:

Re: PLC besturing

Bericht door kockie » 28 dec 2009, 00:08

2 (snelle) opmerkingen: ik heb het verhaal nog niet uitgebreid gelezen, maar heb je voor de zomer al eens aan een zonneboiler gedacht?
2e opmerking, ik kan de pdf eventueel wel voor je plaatsen. Ik ken een mannetje dat de limieten van dit forum wat kan omzeilen :mrgreen:
Mensen zeggen wel eens dat ik troep verzamel; ik noem mezelf liever een industrieel-amateur-archeoloog die probeert waardevolle artefacten te behouden.

Gebruikersavatar
nck
Wiki Koning
Berichten: 1702
Lid geworden op: 19 apr 2008, 18:11
Locatie: venebrugge
Contacteer:

Re: PLC besturing

Bericht door nck » 28 dec 2009, 00:43

Hoi Kockie!

Ja, ik loop wel degelijk wet de gedachte te spelen van een zonneboiler. zeker omdat mijn dak-orientatie er geschikt voor is en omdat ik nu de beschikking heb over voldoende boiler volume. Zoiets als met die vacuumbuizen lijkt mij wel wat.

Aan de andere kant moet ik eerst mijn lopende projecten tot een goed en werkzaam einde brengen.
De takkenhakselaar onder andere. Het afwerken hiervan valt of staat met beschikbare machine-capaciteit bij ons op het werk en dat liet het laatste half jaar nogal te wensen over.
En de tijd van de wilgensnoei komt er weer aan. Komende maanden werk zat.
Met een beetje goede wil deze winter een 300 tot 400 stekken de grond in.
Die van afgelopen seizoen doen het goed en zijn een meter of vier tot vijf hoog.


Jan.

P.S. Dat PDF bestand is ongeveer 7Mb (door alle afbeeldingen). ik weet niet of dat wel zo'n goed idee is. per slot van rekening staat het hier nu al, op 1 afbeelding na.
Vinden wanneer je stopt met zoeken

wouter a
Berichten: 255
Lid geworden op: 11 nov 2009, 15:46
Locatie: Zwaag

Re: PLC besturing

Bericht door wouter a » 28 dec 2009, 10:32

Ik kan eventueel de pdf wel voor je verkleinen. hetgeen van een pdf dat meestal de ruimte opneemt is de opzet, niet zozeer de afbeeldingen.

heb hiermee een pdf van 10 mb naar de 900 k gekregen.

je zal hem dan wel in 2 delen moeten verzenden,mag maar 5mb ontvangen. :evil:

met vriendelijke groet,
wouter
Als uitvinders iets uitvinden om uitvindingen uit te vinden vinden ze de uitvinding der uitvindingen uit.

Gebruikersavatar
Bufferboost
Berichten: 241
Lid geworden op: 21 nov 2008, 15:40

Re: PLC besturing

Bericht door Bufferboost » 28 dec 2009, 12:32

Jan,
wat mooi gemaakt en een goed doordachte programmering. Klasse! Feitelijk allemaal fysiek geschakeld. Ook goed idee (ook mijn ervaring) is om de relais' niet direct te schakelen.
Door te werken met Logo Soft krijg (en hou) je overzicht. Wat volgens mij bij jou ook nog een goeie zou zijn is om je systeem te monitoren. en volgens mij kan dat want ik zag al een interfacekabeltje in je schakelkast liggen? Zou leuk zijn om die gegevens (zoals ik ook op mijn draad "Ontwerp en monitoring van houtvergassers i.c.m. buffers") te delen met ons. Kunnen we verder optimaliseren.
Ik ga je schakelinzet nog verder bestuderen.

groet Hans

Gebruikersavatar
nck
Wiki Koning
Berichten: 1702
Lid geworden op: 19 apr 2008, 18:11
Locatie: venebrugge
Contacteer:

Re: PLC besturing

Bericht door nck » 28 dec 2009, 19:08

@ Wouter

Ik denk de we de moeite niet moeten doen aangezien het hele verhaal hier al staat en ik een halve avond aan het omzetten en verkleinen ben geweest. Om nu ook de PDF te verkleinen zou zonde zijn, alle details van de afbeelding gaan dan verloren. Degene die interesse heeft in de PDF stuur ik hem wel in 1 of 2 delen.

Echter hartelijk dank voor het aanbod.

@ Hans

Dat prikt met zo'n veer in m'n kont.
Het is mij echter niet bekend dat een logo op continubasis is uit te lezen. De kabel die je ziet liggen is een RS-232 met usb verloopje voor de communicatie tussen de logo en een laptop. hij heeft echter alleen maar de functies up en downloaden, en een online simulatie.

Tot nu toe werkt alles naar behoren en stil op de achtergrond. dat is heel iets anders als met de magneetschakelaars.
soms had ik het idee in een schiettent te staan. :-D

Overigens moet een klein detail van de schakeling nog geoptimaliseerd worden, en wel het punt van de te warme retourwater-temperatuur. hier moet ik nog meer uit kunnen halen. Echter heb ik hier geen last van en geen haast mee. Het is meer een ietwat extreme optimalisatie m.i.

Ik ga me eens eerst inlezen in jou onderwerp

I'll keep you posted..

Jan
Vinden wanneer je stopt met zoeken

Gebruikersavatar
Bufferboost
Berichten: 241
Lid geworden op: 21 nov 2008, 15:40

Re: PLC besturing

Bericht door Bufferboost » 28 dec 2009, 20:40

Jan,
nog een kleine toevoeging omdat ik lees dat je af en toe het idee had in een schiettent te staan? Als je soft- of hardware matig niet in staat bent een acceptabele hysterse in te voeren (vanaf 5 graden?) is het wellicht mogelijk om vertragende schakelingen tussen de verschillende relais' te plaatsen? Gewone simpele timers, standaard te verkrijgen op 5, 12 en 24 V.
k2579.jpg
k2579.jpg (22.77 KiB) 2850 keer bekeken

groet Hans

Gebruikersavatar
nck
Wiki Koning
Berichten: 1702
Lid geworden op: 19 apr 2008, 18:11
Locatie: venebrugge
Contacteer:

Re: PLC besturing

Bericht door nck » 28 dec 2009, 20:56

We praten langs elkaar heen, in mijn vorige relaisschakeling zaten onder andere 2 magneetschakelaars van 9 Kw uit een ster-driehoek automaat. Puur om te experimenteren. Zet die op een houten bord en je weet niet wat je hoort :-D.

De logo besturing heeft al timers in het program voor de driewegklep en de voedingspomp. Tijdens het schakelen sloeg de driewegklep met geweld weer terug in de onbediende stand als gevolg van het werken met 2 pompen. (voedingspomp en ketelpomp) De timers in de logo schakelen de voedingspomp eerst uit en laten de drieweg dan bijna drukloos sluiten.

Het hele systeem werkt nu praktisch geluidloos.

Jan
Vinden wanneer je stopt met zoeken

Gebruikersavatar
nck
Wiki Koning
Berichten: 1702
Lid geworden op: 19 apr 2008, 18:11
Locatie: venebrugge
Contacteer:

Re: PLC besturing

Bericht door nck » 06 jan 2010, 19:40

De laatste versie zoals het nu een dag of vijf draait.

* De afslag van de maximale retourwater temperatuur is alleen nog van toepassing wanneer er uit de buffer wordt verwarmd.

* Bij het opwarmen van de buffer is er een opkomvertraging toegevoegd die voorkomt dat na een warmtevraag eerst een stoot koud water uit de platenwisselaar richting buffer gaat.
De platenwisselaar wordt nu eerst 45 seconden opgewarmd met heet ketelwater alvorens er naar de buffer wordt gepompt.

6-1-2010 19-28-59.jpg
Vinden wanneer je stopt met zoeken

Jan Zonnebrand
Berichten: 142
Lid geworden op: 17 aug 2006, 10:44

Re: PLC besturing

Bericht door Jan Zonnebrand » 09 jan 2010, 12:36

Is e.e.a. niet veel simpeler met een microcontroller te realiseren? Ik bedoel een Atmel Atmega88 controller heeft 16 digitale in/uitgangen, en 6 analoge ingangen voor een analoog-digitaalomzetter. Het assortiment van Atmel is veel groter en de controllers zijn allemaal te programmeren in Basic, C en assembler voor tijdkritische zaken.

Meer info:

http://www.mcselec.com/index.php

en

http://atmel.com/

Plaats reactie