OBIETTIVO
Questo bollettino tecnico illustra nel dettaglio il nuovo algoritmo PID di cascata che è possibile selezionare all'interno della Pagina OpenTherm del Configuratore RegConfig.
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ALGORITMO DI CONTROLLO PIDÈ un sistema di controllo in retroazione che, nel caso oggetto del presente documento, verrà utilizzato nella versione PI (senza azione derivativa). Grazie a un input che determina il valore desiderato, è in grado di reagire a un eventuale errore positivo o negativo tendendo verso il valore di errore zero. La reazione all'errore può essere regolata e ciò rende questo sistema molto versatile.
E' un sistema di controllo in retroazione, che varia il numero di generatori attivi con l’obiettivo di mantenere la temperatura di uscita dell’insieme di generatori al setpoint richiesto.
In questo caso specifico si usa la versione PI (senza azione derivativa, D).
Modificando i parametri P e I si può controllare in che modo il sistema reagisce quando la temperatura rilevata è diversa dal setpoint, e ciò rende questo sistema molto versatile.
Il sistema confronta la temperatura misurata da una sonda, che deve essere posizionata in un punto in cui i contributi di tutti i generatori si sommano (tipicamente un collettore di equilibramento, o l’ingresso di uno scambiatore, o un accumulo inerzialetecnico) con il setpoint desiderato.
La differenza tra i due valori (temperatura misurata e setpoint), che in gergo si definisce “Segnale di Errore”, viene utilizzato per determinare il numero di generatori da attivare.
Il sistema di controllo acquisisce in ingresso un valore (la lettura attuale di temperatura) e lo confronta con un valore di riferimento (il set point desiderato). La differenza, il cosiddetto segnale di errore, viene quindi usata per determinare il valore della variabile di uscita del controllore (quanti generatori OpenTherm accendere e quando), che è la variabile manipolabile.
In particolare il sistema tiene conto di due fattori:
Il valore ATTUALE (o “istantaneo”) del Segnale di Errore (azione proporzionale)
L’andamento nel tempo (l'“integrale”) del Segnale di Errore (azione integrale)
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Il PI regola l'uscita in base a:
il valore del segnale di errore (azione proporzionale);
i valori passati del segnale di errore (azione integrale).
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All'interno della pagina OpenTherm del RegConfig si trova la sezione Compensazione Temperatura secondario Riscaldamento:
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Il sensore sul Secondario è il sensore a cui punta il controllo PI dell’algoritmo di cascata. Il set point a cui questo sensore dovrebbe essere mantenuto è determinato dalla richiesta dei circuiti. C'è anche un ulteriore meccanismo di compensazione che non è oggetto del presente bollettino tecnico. Il sistema assume che il sensore utilizzato dall’algoritmo “Cascata PID” sia lo stesso utilizzato dalla funzione “Compensazione Temp. Secondario”, e viene quindi impostato tramite il parametro “Sensore su Secondario”.
E' però importante sottolineare che “Cascata PID” e “Compensazione Temp. Secondario” sono due funzioni diverse e separate, che possono funzionare in maniera congiunta o disgiunta (per es. la funzione “Compensazione Temp. Secondario” può essere utilizzata anche per altri tipi di algoritmi di cascata, ed anche per il funzionamento parallelo), che incidentalmente “condividono” lo stesso sensore, in quanto l’esigenza per entrambi gli algoritmi è quella di monitorare la temperatura “finale” fornita dall’insieme dei generatori.
Nota Bene: la funzione “Compensazione Temp. Secondario” non è oggetto del presente bollettino tecnico, che si concentra invece sulla “Cascata PID”
Una volta definito il sensore di riferimento per l’algoritmo PI di cascata si può procedere ad inserire i valori che hanno effetto sul valore della variabile in uscita del controllo PI, cioè quanti generatori OpenTherm devono essere accesi e quando:
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N. Generatori Start: indica il numero di generatori che vengono accessi partendo dalla condizione “tutti i generatori OpenTherm sono spenti”. Ad esempio si ipotizza di porre il numero di generatori Start pari a 2: si è nella condizione “tutti i generatori OpenTherm sono spenti” e l’algoritmo di cascata ha come risultato l’accensione di un solo generatore, però come minimo ne accende 2 contemporaneamente; dopo . Dopo l’accensione (e quindi perlomeno dopo il tempo indicato da “Pausa tra variazioni”) l’algoritmo potrà valutare se il numero di generatori è congruo alla richiesta dell’impianto (e quindi lasciarlo invariato), oppure diminuirlo o aumentarlo; il numero di generatori allo start è utile nel caso in cui ci siano impianti con molti generatori: si . Si supponga di avere un impianto con 8 generatori: se il sistema parte con un solo generatore e poi ogni “Pausa tra variazioni” (tipicamente 3 minuti) ne aggiunge un’altroun altro, passeranno almeno 21 minuti prima che il sistema vada a pieno regime; impostando invece il numero iniziale a 4 il sistema parte subito con 4 generatori, e poi il sistema si deciderà se aumentare tale numero (e comunque al massimo in 12 minuti andrebbe al massimo) o diminurlodiminuirlo.
N. Generatori Minimo:indica il numero minimo di generatori che vengono aggiunti nel caso in cui ci sia già almeno un generatore OpenTherm acceso. Ad esempio si ipotizza di porre il numero di generatori Minimo pari a 3: se si è nella condizione di avere 8 generatori OpenTherm di cui 2 già accesi e l’algoritmo di cascata calcola che serve accendere un terzo generatore, come minimo ne accende 3 contemporaneamente;Indica il numero minimo di generatori attivi: se attivi. Se per esempio è impostato su 3 e attualmente sono attivi 3 generatori, anche se l’algoritmo di cascata determinasse la necessità di spegnere un ulteriore generatore, non ne verrebbero verrebbe spento nessuno; detto in altro modo non verrebbero mai lasciati accesi meno di 3 generatori (nota bene: si intende che il Reg da l’abilitazione a sistema REG abilita 3 generatori ; i tre generatori quali possono poi decidere di spegnere la fiamma/il compressore, perchè perché determinano che la loro temperatura di mandata è soddisfatta);
N. Generatori Massimo: indica il numero massimo di generatori che possono essere contemporaneamente accesi. Se sono abilitati 5 generatori, ma il numero massimo è pari a 3 significa che al massimo l’algoritmo può accendere 3 generatori anche se ne servirebbero 4. Questa scelta ha come conseguenza diretta il fatto che il set point potrebbe non essere mai raggiunto o potrebbe essere raggiunto, ma in un arco di tempo molto lungo.
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