DE102012112710A1

DE102012112710A1 - System und Verfahren zur Regelung eines Ventils

Info

Publication number: DE102012112710A1
Application number: DE201210112710
Authority: DE
Inventors: Siegfried Häusler; Jürgen Kock
Original assignee: Kieback & Peter & Co KG GmbH
Current assignee: Kieback & Peter & Co KG GmbH
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-04-17

Abstract

Verfahren zur Regelung eines Ventils (1) mittels eines von einem Regler (R) gesteuerten Antriebs (A) und eines mit dem Regler (R) kommunizierenden ersten Sensors (F) zur Temperaturüberwachung, umfassend die Schritte:
a. Fahren des Ventils (1) durch den Regler (R) oder den Antrieb (A) zur Festlegung des Ventilnullpunkts (NP),
b. Initialisieren der Regelung und eines ersten Regelbereichs mit einer vorgegebenen Ventilstellstrecke (VH) und einem vorgegebenen Offset (O);
c. Regeln des Ventils (1) um einen fiktiven Arbeitspunkt (AP), der durch die vorgegebene Ventilstellstrecke (VH) und den vorgegebenen Offset (O) bestimmt ist, in Abhängigkeit von der, vom ersten Sensor (F) gemessenen, Temperatur;
d. Bestimmen eines Arbeitspunktes (AP) des Ventils (1) durch statistische Auswertung von Stellbefehlen an den Antrieb (A) über einen Zeitraum Z;
e. Regeln des Ventils (1) um den bestimmten Arbeitspunkt (AP) in Abhängigkeit von der, vom ersten Sensor (F) gemessenen, Temperatur.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur Regelung eines Ventils mittels eines von einem Regler gesteuerten Antriebs und eines mit dem Regler kommunizierenden ersten Sensors zur Temperaturüberwachung.
Zur Regelung der Raumtemperatur werden an Heizkörpern heutzutage vielfach sogenannte Thermostatventile eingesetzt. Dies sind mechanische „intelligente“ Stellglieder, welche mittels eines Sensors die Raumtemperatur messen und in Abhängigkeit von der Differenz zu einem Sollwert der Raumtemperatur die Stellung des Ventils mittels eines Reglers ändern.
Die Ventilkennlinie, d.h. der gegenüber dem Hubweg des Ventils aufgetragene Massenstrom durch das Ventil, eines optimalen linearen Ventils ist eine Gerade. Der Betrieb in hydraulischen Mischkreisen, beispielsweise Heizungssystemen, verformt die Kennlinie in Abhängigkeit von der Ventilautorität, d.h. dem Verhältnis des Druckabfalls am einzelnen Ventil zum Druckabfall am gesamten System, zur sogenannten Betriebskennlinie, wie in 1 für ein Ventil mit unterschiedlichen Heizungssystem-bedingten Drosseleinstellungen gezeigt. Diese Kennlinie ist für jedes System, wie auch für unterschiedliche Ventile verschieden. Bei konstanten Regelparametern und damit verbundnen konstanten Änderungen entlang der Ventilstellstrecke treten somit höchst unterschiedliche Änderungen des Massenstroms auf und verhindern eine gleichbleibende Regelgüte über die Stellstrecke des Ventils.
Eine weitere Schwierigkeit bei der Regelung eines Ventils ist, dass das tatsächliche Verhalten des Ventils unbekannt ist, da Ventilpunkte, wie. z.B. Offen- oder Schließpunkt, Punkte ab denen ein Ventil offen bzw. geschlossen ist, verschieden sind für unterschiedliche Ventilmodelle bzw. Chargen. Regelungen sind gewöhnlich so ausgelegt, dass sie eine möglichst große Anzahl von Ventiltypen regeln können. Dementsprechend sind für die Regelung gewöhnlich „lange“ Stellstrecken vorgesehen um auch Ventile mit extremen Ventilpunkten sicher regeln zu können. Für Regelungen mit autarker Energieversorgung ist dies jedoch nachteilig, da „lange“ Stellstrecken mit einem hohen Energieverbrauch verbunden sind, was wiederum die Betriebsdauer einer, beispielsweise batterie- oder akkumulatorbetriebenen, Regelung verringert.
Ein Ansatz die Regelgüte zu verbessern ist in der Patentschrift EP 1 235 131 B1 gezeigt. Das Verfahren umfasst die Messung der Temperaturen von Vor- und Rücklauf des Heizsystems sowie die Überwachung der Raumluft. Daraus wird die Betriebskennlinie des Ventils bestimmt, wobei die Regelparameter in Abhängigkeit des aktuellen Arbeitspunktes des Ventils an die Betriebskennlinie angepasst werden. Somit ist eine arbeitspunktabhängige Anpassung der Regelparameter möglich.
Jedoch ist dieses Verfahren unnötig komplex, da zum einen die Messwerte von drei Temperaturmessungen verarbeitet werden müssen und zudem die Ermittelung der nötigen Betriebskennlinie aus der aktuellen Wärmeleistung und der Normwärmeleistung des Heizsystems erfolgt. Bei der Installation eines Systems zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens ist somit ein erheblicher Installationsaufwand nötig, da an Vor- und Rücklauf Temperatursensoren sowie Regler angebracht werden müssen und zum korrekten Betrieb des Systems Kenntnisse über Daten wie die Normwärmeleistung des Heizsystems vorliegen müssen.
Davon ausgehend ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System zur Regelung eines Ventils vorzusehen, welche einfach in der Installation bzw. Implementierung sind, eine hohe Regelgüte aufweisen und dabei möglichst energiesparend arbeiten sowie eine große Vielfalt an Ventiltypen abdecken können.
Gelöst wird diese Aufgabe in einem ersten Aspekt durch ein Verfahren gemäß des nebengeordneten Patentanspruchs 1 und in einem zweiten Aspekt durch ein System gemäß nebengeordnetem Patentanspruch 23. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht eine Regelung eines Ventils mittels eines, von einem Regler gesteuerten, Antriebs und eines, mit dem Regler kommunizierenden, ersten Sensors zur Temperaturüberwachung vor. In einem ersten Schritt wird dabei der Ventilnullpunkt, d.h. der mechanische Anschlag des Stempels am Ventil, durch Fahren des Ventils durch den Regler oder den Antrieb festgelegt. Ausgehend davon wird die Regelung und ein erster Regelbereich mit einem fiktiven Arbeitspunkt, einer vorgegebenen Ventilstellstrecke und einem vorgegebenem Offset, d.h. dem Abstand zwischen Ventilnullpunkt und einem Schließpunkt, ab welchem angenommen wird, dass das Ventil sicher geschlossen ist, initialisiert. Die Ventilstellstrecke kann dabei beispielsweise ein Ventilhub sein. Mit diesen vorgegebenen Regelparametern wird auf eine einstellbare Temperatur, in Abhängigkeit von der am ersten Sensor gemessenen Temperatur, geregelt. Über einen Zeitraum Z wird dabei ein neuer Arbeitspunkt durch statistische Auswertung der Stellbefehle an den Antrieb bestimmt. Im Weiteren wird das Ventil um den bestimmten Arbeitspunkt in Abhängigkeit von der, vom ersten Sensor gemessenen, Temperatur geregelt.
Ausgehend vom Arbeitspunkt werden Offset, Schließpunkt, d.h. ein Punkt ab welchem das Ventil sicher geschlossen ist, Offenpunkt, d.h. ein Punkt ab dem das Ventil als geöffnet angenommen wird, und Maximalpunkt, d.h. ein Punkt ab welchem das Ventil mit Sicherheit geöffnet ist und maximale Heizleistung bringt, bestimmt, wobei für die Regelung des Ventils die bestimmten Parameter verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei sehr einfach durch ein System bestehend aus einem zu regelnden Ventil, einem Regler, einem davon gesteuerten Antrieb und einem ersten Sensor zur Temperaturüberwachung realisiert werden. Im Vergleich zum Stand der Technik ist somit ein erheblich geringerer Installationsaufwand vorgesehen.
Durch die Bestimmung des Arbeitspunktes des Ventils, die damit verbundene Bestimmung von Schließ-, Offen- und Maximalpunkt des Ventils und die Regelung des Ventils um den Arbeitspunkt kann eine sehr viel sensitivere Regelung im Vergleich zu den Regelungen des Stands der Technik realisiert werden. Die Ventilstellstrecke wird dabei auf einen kleinen Bereich zwischen dem bestimmtem Schließ- und dem bestimmten Offenpunkt des Ventils eingeschränkt anstatt den gesamten mechanisch möglichen Hubweg des Ventils als Ventilstellstrecke zu verwenden. Es wird somit auf einen sehr kleinen Bereich um den Arbeitspunkt geregelt, in dem die Betriebskennlinie als nahezu linear angenommen werden kann und somit eine einfachere und optimale Regelung erlaubt.
Die beschränkte Ventilstellstrecke weist zudem den Vorteil auf, dass das Ventil zur Regelung auf eine vorbestimmte Temperatur weniger Stellweg benötigt, da die Regelung innerhalb eines kleineren Regelbereichs stattfindet. Zudem kann das Regelverhalten, insbesondere Einschwing- bzw. Überschwingverhalten, durch ein feines Raster für Stellbefehle des Reglers innerhalb der beschränkten Ventilstellstrecke verbessert werden. Somit wird ein starkes Überschwingverhalten des Reglers vermieden. Insbesondere für Antriebe und Regler mit autarker Energieversorgung ergibt sich somit eine längere Betriebsdauer, da weniger Energie für Stellbewegungen notwendig ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Regelung auch für unbekannte Ventile verwendet werden kann, da die Regelung unabhängig von ventilspezifischen Parametern arbeitet.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Verwendung eines ersten Sensors zur Temperaturüberwachung, der beispielsweise als Funksensor ausgebildet sein kann, da dieser überall im Raum platziert werden kann. Im Stand der Technik, beispielsweise in der EP 1 235 131 B1 , sind die Sensoren zur Temperaturüberwachung nahe am Heizsystem angebracht, was dazu führt, dass das System Temperaturmesswerte zur Regelung verwendet, welche, durch die Nähe des Messsensors zum Heizsystem, verfälscht, d.h. zu hoch, sind und somit keine wirklich Regelung der Temperatur im Raum auf die voreingestellte Temperatur erfolgt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird eine Neuermittlung des Ventilnullpunktes dynamisch, d.h. in vorbestimmten Zeitabständen, beispielsweise täglich, wöchentlich oder monatlich, durchgeführt. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung wird die Neuermittlung des Ventilnullpunktes nur durchgeführt bei Ventilstellungen nahe des Schließpunktes, um durch eine minimierte Ventilbewegung Energie zu sparen. Dies ist vorteilhaft, da so beispielsweise ein Austausch des Ventils erkannt wird und die zum sicheren Betrieb notwendige Bestimmung des Ventilnullpunktes, sowie gegebenenfalls weiterer Ventilparameter, zeitnah durchgeführt wird.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens erfolgt die Bestimmung des Arbeitspunktes und des Offsets oder auch weiterer Ventilparameter dynamisch, d.h. in vorbestimmten Zeitabständen, etwa täglich, wöchentlich oder monatlich. Die kontinuierliche Bestimmung des Arbeitspunkt ermöglicht es, das Ventil stets am idealen Arbeitspunkt zu betreiben. Somit können Verschiebungen des Arbeitspunktes, z.B. während Frühling oder Herbst, in deren Verlauf sich der notwendige Heizbedarf üblicherweise stark ändert, regelmäßig ausgeglichen werden. Auch ein Austausch von Ventilen innerhalb eines Heizsystems und eine damit einhergehende Veränderung bzw. notwendige Neubestimmung des Arbeitspunktes können somit problemlos beherrscht werden. Da immer um den dynamisch angepassten Arbeitspunkt geregelt wird, ist eine Regelung mit minimalen Hubwegen gegeben, was insbesondere bei Regelungen mit autarker Energieversorgung eine deutlich längere Betriebsdauer ermöglicht.
In einer weiterführenden Ausgestaltung des Verfahrens wird um den Arbeitspunkt ein zweiter Regelbereich innerhalb des ersten Regelbereichs initialisiert und innerhalb des zweiten Regelbereichs um den Arbeitspunkt das Ventil in Abhängigkeit von der, vom ersten Sensor gemessenen, Temperatur geregelt. Der zweite Regelbereich kann dabei in vorbestimmten Zeitabständen neu bestimmt werden. Dadurch wird eine weitere Reduktion der Stellstrecke erreicht, was bedeutet, dass weniger Energie für die Regelung benötigt wird und Regelungen mit autarker Energieversorgung eine längere Betriebsdauer ermöglicht.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung sind die ersten und / oder zweiten Regelbereiche nicht linear unterteilt.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung verwendet für die Bestimmung des Arbeitspunktes weitere Kriterien neben der statistischen Auswertung der Stellbefehle an den Antrieb. Beispielsweise kann ein Kriterium für Bestimmung des Arbeitspunktes sein, dass der neu ermittelt Arbeitspunkt bei weniger als 35 % oder mehr als 65 % des aktuellen Hubwegs liegen muss um den aktuellen Arbeitspunkt zu ändern.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet eine „Kalkfahrt“ um ein Festsetzten des Ventils zu verhindern. Dabei werden, abhängig von der Ventilstellung und dem Zeitpunkt der Aussendung des letzten Stellbefehls, Stellbefehle zum Vor- und Zurückfahren des Ventils um einen vorgegebenen Wert an den Antrieb weitergegeben. Befindet sich der Ventilstempel beispielsweise näher am Offen- als am Schließpunkt, so wird der Ventilstempel zuerst um einen vorgegebenen Wert in Richtung des Schließpunkts gefahren und anschließend auf seine Ausgangsstellung zurückgefahren. Im entgegen gesetzten Fall wird der Ventilstempel zuerst in Richtung des Offenpunkts gefahren und darauf hin auf seine Ausgangsstellung gefahren.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens umfasst dieses eine „FensterAuf“-Erkennung, d.h. bei einem starken Abfall der am ersten Sensor gemessenen Temperatur, wobei diese jedoch über einem vorbestimmten Wert T liegen muss, wird an den Antrieb der Stellbefehl zum Stellen des Ventils auf den Schließpunkt für einen vorbestimmten Zeitraum weitergegeben, um sinnloses Heizen bei geöffnetem Fenster zu verhindern.
Eine Weiterbildung des Verfahrens umfasst weiterhin eine „Frostschutz“-Funktion um ein Einfrieren der Leitungen zu verhindern. Dabei wird beim Unterschreiten einer vorbestimmten, am ersten Sensor gemessenen, Temperatur T (und bei Inaktivität des „FensterAuf“-Zustands) der Stellbefehl zum Stellen des Ventils auf den Arbeitspunkt an den Antrieb weitergegeben.
In einer weiteren Ausgestaltungsform wird eine Erkennung der Energieversorgung durchgeführt, dabei wird insbesondere eine Erkennung des Status, z.B. des Ladezustands einer Batterie, eines Akkumulators oder eines Kondensators, durchgeführt.
In einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus den Stellbefehlen an den Antrieb eine Laufleistung des Ventils bestimmt.
In einer Fortführung des Verfahrens wird aus der ermittelten Laufleistung und der Statuserkennung der Energieversorgung eine Restlaufzeit des Antriebs ermittelt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung eines der erfindungsgemäßen Verfahren sieht eine zusätzliche Temperaturmessung durch einen, am Ventil angebrachten, zweiten Sensor vor.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Verifikation des Schließ- bzw. des Offenpunktes vorgesehen mittels der zusätzlichen Temperaturmessung am Ventil. Dabei wird in Folge eines Stellbefehls an den Antrieb zum Stellen des Ventils auf den Schließ- bzw. den Offenpunkt mittels der Temperaturmessung am Ventil geprüft, ob am Ventil eine Temperaturminderung bzw. eine Temperaturerhöhung stattfindet.
In einer Fortbildung des Verfahrens wird eine Korrelation zwischen der, vom zweiten Sensor gemessenen, Temperatur am Ventil und der vom ersten Sensor gemessenen Temperaturen bestimmt. Beispielsweise kann ein Temperatur-Offset zwischen den Messungen des ersten und des zweiten Sensors bestimmt werden. Jedoch sind auch weiterführende Korrelationen zwischen den Messwerten der Sensoren möglich.
In einer Weiterbildung dieses Verfahrens kann anstatt der Temperaturmessung durch den ersten Sensor auch die Temperaturmessung am Ventil, z.B. bei einem Ausfall des ersten Sensors, zur Regelung des Ventils verwendet werden.
Das erfindungsgemäße System umfasst ein zu regelndes Ventil, einen Regler, einen davon gesteuerten Antrieb und einen ersten Sensor zur Temperaturüberwachung, wobei die vom Sensor gemessene Temperatur vom Regler in Stellbefehle umgesetzt wird und an den Antrieb weitergeleitet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Systems ist der erste Sensor als Funksensor ausgebildet. Dies ermöglicht eine beliebige Platzierung des Sensors im Raum und erlaubt beispielsweise eine ortsbezogene Regelung der Raumtemperatur.
In einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Systems sind der Regler und der Antrieb als eine Baugruppe ausgebildet.
Bei einer alternativen Ausführungsform sind der Regler und der ersten Sensor als eine Baugruppe ausgebildet und die Stellbefehle des Reglers werden durch die Baugruppe weitergeleitet.
In einer weiterführenden Ausgestaltung eines der erfindungsgemäßen Systeme ist am Ventil ein zweiter Sensor zur Temperaturüberwachung angebracht, welcher ausgebildet ist die Temperatur am Ventil zu messen und welcher mit dem Antrieb verbunden ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichartig wirkende Elemente angeben.
Es zeigen:
1 Betriebskennlinien eines Ventils mit unterschiedlichen Drosseleinstellungen;
2 eine schematische Darstellung eines Antriebs;
3 eine schematische Darstellung eines Regelbereichs nach dem Stand der Technik;
4 eine schematische Darstellung eines Regelbereichs nach einem erfindungsgemäßen Verfahren;
5 eine schematische Darstellung eines weiteren Regelbereichs nach einem erfindungsgemäßen Verfahren;
6a einen Temperaturverlauf einer Ventilregelung nach einem herkömmlichen Verfahren;
6b einen Temperaturverlauf einer Ventilregelung nach einem erfindungsgemäßen Verfahren;
7 eine schematische Darstellung eines weiterführenden Regelbereichs nach einem erfindungsgemäßen Verfahren;
8a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems;
8b eine schematische Darstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Systems;
Die 2 zeigt schematisch einen Antrieb eines Ventils 1 in einem geöffneten Zustand, mit einem Ventilkörper 2a (welcher zumindest einen Teil des Ventils 1 umfasst), einem mit dem Ventilkörper 2a verbundenen Ventilstift 2b und einem Stempel 3, welcher bewegbar entlang der Achse z ist und ausgebildet ist, den Ventilstift 2b zu bewegen. Um das Ventil vermittels des Antriebs zu schließen wird der Stempel 3 von einem Regler, welcher dem Antrieb Stellbefehle gibt, oder unmittelbar über den Antrieb (d.h. ohne entsprechende Stellbefehle eines Reglers) entlang der Achse z nach links bewegt und drückt dabei den Ventilstift 2b in den Ventilkörper 2a. Der Stempel kann dabei vom Anschlagpunkt des Ventils, d.h. dem Nullpunkt NP bis zum mechanischen Anschlagpunkt 5 bewegt werden.
In der 3 ist schematisch ein Regelbereich 1a des Ventils 1 nach dem Stand der Technik gezeigt. Eine Ventilstellstrecke bzw. ein Ventilhub VH ist einerseits vom Nullpunkt NP, der z.B. von einer Weichdichtung 6 am Ventilkörper 2a gebildet sein kann, und andererseits vom mechanischen Anschlagpunkt 5 begrenzt. Der Stempel 3 kann von einer Regelung, d.h. vermittels Stellbefehlen eines Reglers, innerhalb der Punkte NP und 5 beliebig bewegt werden, d.h. für die Regelung wird der gesamte mechanisch zur Verfügung stehende Bereich genutzt. Dies ist nach herkömmlicher Weise notwendig, weil die tatsächlichen Gegebenheiten und Eigenschaften des Ventils einschließlich der Ventilparameter, wie. z.B. Offen- oder Schließpunkt, unbekannt sind, sodass zum sicheren Stellen des Ventils der gesamte Verfahrweg ausgenutzt wird.
Dem gegenüber ist in der 4 ein erster Regelbereich 1b nach einem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt. Der erste Regelbereich erstreckt sich wiederum zwischen den Punkten NP und 5. Jedoch ist die Ventilstellstrecke bzw. der Ventilhub VH des Stempels 3 nunmehr durch einen Bruchteil der maximalen, mechanischen Ventilstellstrecke zwischen den Punkten NP und 5 bestimmt. Die Ventilstellstrecke VH ist einerseits durch den Schließpunkt SP bestimmt, ab welchem angenommen wird, dass das Ventil 1 sicher geschlossen ist, und durch den Offenpunkt OP, ab dem angenommen wird, dass das Ventil 1 ausreichend geöffnet ist. Schließpunkt SP und Offenpunkt OP sind in 4 beispielhaft symmetrisch um den Arbeitspunkt AP angeordnet. Sie können jedoch auch asymmetrisch um den Arbeitspunkt AP angeordnet sein.
Der Schließpunkt SP weist einen Abstand / Offset O vom Nullpunkt NP auf, da üblicherweise das Ventil bereits vor Erreichen des Nullpunktes geschlossen ist. Ebenso erlaubt die Definition des Offenpunktes OP ein ausreichendes Öffnen des Ventils 1, ohne den Stempel 3 bis zum mechanischen Anschlagpunkt 5 bewegen zu müssen, da, wie in 1 gezeigt, eine Änderung des Massenstroms bzw. eine Änderung der Heizsystem-abhängigen Heizleistung oder Wärmeabgabe üblicherweise nicht entlang des gesamten Regelbereichs 1a bzw. 1b verläuft.
Der Nullpunkt des Ventils 1 wird bei Inbetriebnahme der Ventilsteuerung durch eine Initialerkennung bestimmt. Dabei wird der Stempel 3 solange in Richtung des Ventilkörpers 2a bewegt, bis der Anschlag des Ventils 1 erreicht wird oder die Fahrtzeit einen Schwellwert überschreitet. Bei erreichen des Ventilanschlags wird dieser als neuer Nullpunkt NP festgelegt und eine Initialisierung eines vorgegebenen Offsets O und einer vorgegebenen Ventilstellstrecke VH findet statt. Bei Überschreiten des Schwellwertes für die Fahrtzeit wird der Stempel in den Auslieferungszustand zurückgefahren.
Bei Inbetriebnahme der Ventilsteuerung sind der Offset O und der Hubweg VH durch vorgegebene Werte bestimmt, z.B. 1,9 mm für den Hubweg VH und 0,1 mm für den Offset. Somit ist der Gesamthub, der Offset O und Hubweg VH umfasst, bei Inbetriebnahme der Ventilsteuerung nahezu linear.
In der 4 und im Detail in der 5 ist gezeigt, dass der erste Regelbereich zwischen Nullpunkt NP und mechanischem Anschlagpunkt 5 nicht linear unterteilt ist. Nullpunkt NP und Anschlagpunkt 5 legen Anfangs- bzw. Endpunkt des Regelbereichs, d.h. 0 %- und 100 %-Stellung des Stempels 3, fest, wohingegen der Schließpunkt SP und der Offenpunkt OP als beliebige Punkte innerhalb der möglichen Stellungen des Stempels 3, z.B. als 6 % bzw. 94 %, definiert werden können. Der Bereich zwischen Nullpunkt NP und mechanischem Anschlagpunkt 5 ist somit nicht länger linear unterteilt. Für oben angeführtes Beispiel ist der Offset O, also der Bereich zwischen Nullpunkt NP und Schließpunkt SP, der Bereich von 0 %–6 % der möglichen Stempelstellungen und der Hubweg VH der Bereich von 6 %–94 % der Stempelstellungen, wobei der Arbeitspunkt AP als 50 % Stellung innerhalb der Ventilstellstrecke VH definiert ist und diese symmetrisch um den Arbeitspunkt AP liegt. Der Bereich vom Offenpunkt OP bis zum mechanischen Anschlag 5 oder einem Maximalpunkt, ab dem das Ventil sicher vollständig geöffnet ist, wird durch den Bereich 94 % bis 100 % der möglichen Stempelstellungen beschrieben. Stellbefehle in den Bereichen 0 %–6 % und 94 %–100 % sind für den Normalbetrieb des Ventils, d.h. für die Regelung auf eine bestimmte Temperatur, von geringer Bedeutung, weshalb sie nicht in der Ventilstellstrecke VH enthalten sind. Dennoch ist eine Festlegung des 0 %-Stellwertes auf den Nullpunkt, d.h. den Anschlagpunkt des Ventils, notwendig um das Schließen des Ventils im Bedarfsfall sicherzustellen, z.B. wenn das Ventil durch ein neues unbekanntes Ventil ausgetauscht wird. Ebenso ist die Festlegung des 100 %- Stellwertes auf den mechanischen Anschlagpunkt 5, wenn eine Erkennung des mechanischen Anschlagpunktes 5 analog zur Erkennung des Nullpunktes NP durchgeführt wird, oder den Maximalpunkt (MP), der z.B. durch einen festen Abstand zum Offenpunkt OP festegelegt sein kann, notwendig, um im Bedarfsfall ein vollständiges Öffnen des Ventils 1 zu gewährleisten.
Nach der Initialisierung der Ventilsteuerung wird das Ventil um den Arbeitspunkt auf die eingestellte Temperatur geregelt. Wie aus 4 ersichtlich erfolgt die Regelung innerhalb eines Bereichs (= Ventilstellstrecke VH), der nur einen Bruchteil der maximalen, mechanisch möglichen Ventilstellstrecke, zwischen den Punkten NP und 5, beträgt.
Dies ist vorteilhaft, da wie in 1 gezeigt, der Massenstrom bzw. die Wärmeabgabe durch das Ventil 1 im Allgemeinen nur in einem Teilbereich der maximalen, mechanisch möglichen Ventilstellstrecke veränderlich ist. Über große Teilbereiche der maximalen, mechanischen Ventilstellstrecke ist der Massenstrom konstant, d.h. das Ventil 1 entweder geschlossen oder vollständig geöffnet. Es ist somit nachteilig den Stempel 3 außerhalb der Teilbereiche in denen der Massenstrom veränderlich ist zu bewegen, insbesondere im Hinblick auf Regelsystem mit einer autarken Energieversorgung, z.B. Regelsysteme die mittels Batterien oder Akkumulatoren gespeist werden, da ein Fahren des Stempels 3 über den nötigen Stellbereich hinaus mit einem zusätzlichen Energieverbrauch verbunden ist, was wiederum nachteilig für die Betriebsdauer des Systems ist.
Ebenso ist eine sensiblere Regelung des Ventils möglich. Die Ventilstellstrecke und somit der Stellbereich für den Normalbetrieb erstrecken sich hauptsächlich über denjenigen Teilbereich der maximalen, mechanisch möglichen, Ventilstellstrecke, über dem eine Veränderung des Massenstroms bzw. der Wärmeabgabe stattfindet. Dieser Regelungsbereich ist somit feiner unterteilt im Vergleich zu einem Erstrecken des Stellbereichs über die gesamte, mechanisch mögliche, Ventilstellstrecke. Die feinere Unterteilung ermöglicht eine sensitivere Regelung des Ventils, da hauptsächlich solche Bereiche Eingang in die Regelung finden, in denen der Massenstrom veränderlich ist.
Während der Regelung des Ventils 1 um den Arbeitspunkt AP werden die Stellbefehle an den Antrieb für einen Zeitraum Z erfasst und anschließend statistisch ausgewertet. Für die statistische Auswertung sind verschiedene Methoden der Arbeitspunktbestimmung denkbar. Zum Einen ist eine einfache Mittelung aller erfassten Werte denkbar. Es können aber auch Methoden eingesetzt werden, die z.B. 0 %- und / oder 100 %-Stellbefehle von der Mittelung ausnehmen, wobei der Anteil der 0 %- und / oder 100 %-Stellbefehle einen gewissen Bruchteil aller erfassten Stellbefehle nicht übersteigen darf. Beispielsweise darf der Anteil der 0 %-Stellwerte nicht größer als 85 % aller Stellwerte innerhalb des erfassten Zeitraums Z sein, um auch bei überdimensionierten Heizungen den Arbeitspunkt zuverlässig ermitteln zu können. Der Zeitraum Z, innerhalb dessen die Stellwerte erfasst werden, kann beispielsweise 12 Stunden, einen Tag, zwei Tage, eine Woche oder einen größeren Zeitraum umfassen.
Wird beispielsweise der neue Arbeitspunkt zu 36 % bestimmt, wird ausgehend vom initialisierten Ventilhub von 1,9 mm und vom initialisierten Offset von 0,1 mm der neue Arbeitspunkt AP ausgehend vom Nullpunkt bei z = 0 mm entlang der Achse z zu AP = 50 % = (36 % – 6 %)·(1,9 mm/88 %) + 0,1 mm = 0,75mm (1) bestimmt. Auch ist durch vorherige Festlegung der gewünschten Genauigkeit der bestimmten Werte eine Rundung der berechneten Werte möglich, d.h. AP = 0,75 mm → AP = 0,8 mm. Die Ventilstellstrecke VH ist dabei auf einen vorgegebenen Wert eingestellt, z.B. 0,8 mm. Daraus lassen sich Schließpunkt SP SP = 6 % = AP – (0,5·0,8 mm) = 0,4 mm (2) und Offenpunkt OP OP = 94 % = AP + (0,5·08 mm) = 1,2 mm (3) berechnen. Der neue Offset O beträgt somit 0,4 mm bei einer Ventilstellstrecke VH von 0,8 mm. Die weitere Regelung des Ventils erfolgt um den neuen Arbeitspunkt AP.
Alternativ können für die Bestimmung der Regelparameter auch weiterführende Methoden herangezogen werden, z.B. kann der Arbeitspunkt AP gemäß folgender Beziehung bestimmt werden: AP = (MW – 20 %)·2·VH (4)
Dabei ist MW der Mittelwert aller Stellbefehle exklusive aller 0 %- und aller 100 %-Stellbefehle und VH ist die bisherige Ventilstellstrecke.
Die Bestimmung des Arbeitspunktes gemäß Beziehung (4) ermöglicht eine genauere Bestimmung des Arbeitspunktes AP, da hier 3 typische Auslöser von Stellbefehlen besondere Berücksichtigung finden. Dies sind zum einen Regelbewegungen bzw. Stellbefehle, um das Ventil auf die voreingestellte Solltemperatur im Normalbetrieb zu regeln, und zum anderen Nachstellbewegungen bei Änderungen der Solltemperatur (typisch 0 %-Stellbefehle bei einem Absenken der Solltemperatur und 100 %-Stellbefehle bei einem Anheben der Solltemperatur), als auch Störungen wie beispielsweise der „FensterAuf“-Zustand bei geöffnetem Fenster. Typischerweise sind etwa 20 % der Mittelwertbildung MW auf Nachstellbewegungen bzw. Störungen zurückzuführen und werden in Beziehung (4) deshalb für die Bestimmung des Arbeitspunktes AP abgezogen. Nur noch etwa die Hälfte der Stellbewegungen (der Rest) bewegt sich um den Arbeitspunkt AP und repräsentiert damit den Arbeitspunkt AP, die Hälfte wird durch den Faktor 2 kompensiert.
Es ist neben den oben dargestellten Beziehungen zur Ermittlung des Arbeitspunktes auch denkbar, folgendes Vorgehen durchzuführen. Neben dem Ausblenden von 0 %- und 100 %-Stellbefehlen selbst (wie oben erläutert) werden auch Nachstell- bzw. Nachführbefehle ausgeblendet, welche eine stufenförmige Annäherung an den Arbeitspunkt entweder ausgehend von einem 0 %-Stellbefehl (aufsteigend) oder ausgehend von einem 100 %-Stellbefehl (absteigend) darstellen. Denn ein stufenförmiges Absenken bzw. Anheben des Stellwertes hin zu einem Arbeitspunkt verfälscht die oben erläuterte statistische Auswertung zur Arbeitspunkt-Berechnung. Werden diese Stellbewegungen jedoch ausgeblendet, so kann der Arbeitspunkt deutlich genauer identifiziert werden, weil dann ausschließlich Stellbewegungen um den Arbeitspunkt selbst berücksichtigt werden. Für diese Berechnungs-Methode kann beispielhaft folgende Beziehung herangezogen werden: AP = (MW(6 %–94 % Stellbefehle) – 20 %)·2·VH (5)
Dabei ist MW(6 %–94 % Stellbefehle) der Mittelwert aller Stellbefehle zwischen 6 % und 94 % (entsprechend der exemplarischen Definition von Schließpunkt SP und Offenpunkt OP, siehe oben) und VH ist die Ventilstellstrecke.
Es ist denkbar, beispielsweise eine erste grobe Arbeitspunktbestimmung über eine der Beziehungen (1) oder (4) durchzuführen und anschließend eine erneute feinere Arbeitspunktbestimmung über die Beziehung (5) durchzuführen.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der neu ermittelte Arbeitspunkt AP nicht sofort für die weitere Regelung des Ventils 1 übernommen, sondern es wird gewartet, ob das Ventil 1 im neuen Arbeitspunkt AP auch öffnet. Dazu wird das Ventil auf den Schließpunkt SP bewegt, wobei mittels einer Temperaturmessung am Ventil 1 ein Temperaturgradient bestimmt wird, der, durch Vergleich mit einem vorgegebenen Kriterium, herangezogen wird zur Bestimmung, ob das Ventil 1 im Schließpunkt SP auch wirklich schließt. Wird festgestellt, dass das Ventil 1 nicht schließt, so wird der Ventilhub beibehalten, aber der Arbeitspunkt AP in den Schließpunkt SP gesetzt und Offset O und Offenpunkt OP berechnet. Bei einem schließenden Ventil wird anschließend auf den Arbeitspunkt AP geregelt und wiederum ein Temperaturgradient bestimmt, anhand dessen eine Offen-Stellung des Ventils im Arbeitspunkt AP bestimmt wird. Bei Feststellung einer Offen-Stellung des Ventils werden Offset O und Offenpunkt OP berechnet. Wird keine Offen-Stellung des Ventils festgestellt, wird der Schließpunkt SP in den Arbeitspunkt gesetzt und Arbeitspunkt AP bzw. Offenpunkt OP neu bestimmt. Ein derartiges Vorgehen kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn eine grobe Arbeitspunktbestimmung und eine daraus resultierende Berechnung weiterer Ventilparameter, wie z.B. Offset O, Offenpunkt OP und Schließpunkt SP, vorgenommen wird.
Die Erkennung des Nullpunkts NP, als auch die Bestimmung des Arbeitspunktes AP kann dynamisch, d.h. in bestimmten Zeitabständen erfolgen. Die dynamische Bestimmung des Arbeitpunktes AP erlaubt beispielsweise die Anpassung des Arbeitspunktes AP an sich ändernde Umgebungsbedingungen, z.B. während Frühling und Herbst, die üblicherweise eine kontinuierliche Änderung des Heizbedarfs mit sich bringen.
Für die Bestimmung des Arbeitspunktes AP lassen sich weitere Kriterien hinzuziehen (nicht bei Inbetriebnahme des Ventils). Beispielsweise kann der Wert des neuermittelten Arbeitspunkt AP in Bezug auf den bisherigen Ventilhub VH als ein Kriterium für die Beibehaltung des bisherigen Arbeitspunktes AP dienen. Ist der neuermittelte Wert des Arbeitspunktes nicht kleiner als z.B. 35 % und nicht größer als beispielsweise 65 % des bisherigen Ventilhubs VH, so wird der bisherige Arbeitspunkt AP beibehalten. Eine solche Schwelle hat den Vorteil, dass eine neue Bestimmung des Arbeitspunkts AP diesen oftmals nur um 0,1mm verschiebt wenn dieser relativ nahe (z.B. 35 %–65 %) am bisherigen Arbeitspunkt AP liegt. Da bereits die Schwebung gewöhnlicher, kommerzieller Ventilantriebe A während einer Erkennung des Nullpunkt NP bis zu 0,1 mm beträgt, ist nicht gewährleistet, dass solche kleine Verschiebungen des Arbeitspunktes AP auch tatsächlich von der Regelung realisiert werden können. Der bisherige Arbeitspunkt AP wird daher beibehalten.
Eine Erkennung des Nullpunkts NP kann in einer Weiterbildung des Verfahrens beispielsweise immer dann durchgeführt werden, wenn ein Stellbefehl gegeben wird, welcher kleiner oder geringfügig größer ist als der Schließpunkt SP, beispielsweise zwischen 0 % und 15 %. Dabei wird das Ventil 1 komplett geschlossen und der Nullpunkt NP wird neu bestimmt. Des Weiteren kann die Erkennung des Nullpunkts NP nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit Z seit der letzten Erkennung des Nullpunktes NP durchgeführt werden.
Ebenso ist eine Anpassung von Ventilstellstrecke VH und Offset O möglich. Wird im erfindungsgemäßen Verfahrens festgestellt, dass das Ventil sich in einer Offen-Stellung im Arbeitspunkt AP befindet, kann alternativ der Offset O in einem weiterführenden Verfahren statt ausschließlich über den Zusammenhang O = AP – (0,5·VH) auch zusätzlich über die Lage des neu bestimmten Arbeitspunktes AP bestimmt werden. Ist der neuermittelte Arbeitspunkt AP z.B. größer als 65 % in Bezug auf die bisherige Ventilstellstrecke VH, kann der Offset beispielsweise zusätzlich um 0,1 mm vergrößert werden, d.h. O = AP – (0,5·VH) + 0,1 mm. Ebenso kann der Arbeitspunkt AP bei einem Wert kleiner 35 %, bezogen auf die bisherige Ventilstellstrecke VH, auch um weitere 0,1 mm verringert werden, d.h. O = AP – (0,5·VH) – 0,1 mm. Somit ist eine Anpassung von Offset O und Ventilstellstrecke VH möglich. Der Offset O kann dabei jedoch nicht weniger als 0 mm betragen und die Ventilstellstrecke VH sollte mindestens 0,8 mm betragen. Ist der Offset O gleich 0 mm, so wird die Ventilstellstrecke VH um 0,1 mm verringert. Die Summe von Ventilstellstrecke VH und Offset O ist nach oben hin begrenzt, beispielsweise auf 2,4 mm.
Alternativ kann auch ein sogenannter „Arbeitspunkt-Trichter“ für die Bestimmung der Ventilstellstrecke VH verwendet werden. Dabei wird um den Arbeitspunkt AP eine vorgegebene Ventilstellstrecke VH von beispielsweise 1,2 mm initialisiert. Bei der Neubestimmung des Arbeitspunktes AP, nach einer vorgegebenen Zeit, wird bestimmt ob der neu bestimmte Arbeitspunkt mittig innerhalb der initialisierten Ventilstellstrecke VH liegt, d.h. ob der neu bestimmte Arbeitspunkt AP beispielsweise zwischen 40 %–60 % oder 35 %–65 % der Ventilstellstrecke VH liegt. In diesem Fall wird die Ventilstellstrecke VH symmetrisch um den neu bestimmten Arbeitspunkt AP verkleinert, beispielsweise um 0,2 mm. Dies kann iterativ solange geschehen bis eine untere Grenze der Ventilstellstrecke VH erreicht ist. Diese untere Grenze der Ventilstellstrecke kann beispielsweise 0,4 mm bis 0,6 mm betragen. Die Ventilstellstrecke VH wird somit „Trichterartig“ verkleinert. Für den Fall, dass der neu bestimmte Arbeitspunkt AP nicht mittig innerhalb der Ventilstellstrecke VH liegt, kann die Ventilstellstrecke auch asymmetrisch um den neu bestimmten Arbeitspunkt AP verkleinert werden.
Der ideale Arbeitspunkt AP und die Ventilstellstrecke VH, innerhalb derer die Regelung auf die eingestellte Solltemperatur erfolgt, können somit sehr genau bestimmt werden. Infolge der geringen Ventilstellstrecke VH um den Arbeitspunkt AP ist eine Regelung mit sehr kleinen Stellbefehlen möglich. Dies erlaubt ein energiesparendes Regeln eines Ventils auf eine vorgegebene Solltemperatur.
Wie in 7 gezeigt ist auch ein zweiter Regelbereich 1c innerhalb des ersten Regelbereichs 1b möglich. So können beispielsweise Schließpunkt SP und Offenpunkt OP des ersten Regelbereichs 1b als Nullpunkt NP’ und Maximalpunkt 5’ und somit als Begrenzungen des zweiten Regelbereichs 1c dienen, innerhalb dessen eine Regelung gemäß einem der oben angeführten Verfahren durchgeführt werden kann. Damit ist eine weitere Verfeinerung der Regelung möglich.
Die 6a und 6b zeigen den Temperaturverlauf, die Ventilstellung (= Hub) und die Solltemperatur für eine Ventilregelung nach einem herkömmlichen Verfahren (6a) bzw. nach einem erfindungsgemäßen Verfahren (6b). Der Lufttemperaturverlauf (obere fein gestrichelte Kurve) weist aufgeprägte Störungen in Form von Peaks (plötzlicher Temperaturabfall) auf, welche Phänomene wie das Öffnen eines Fensters oder einer Tür abbilden. Die Regelung reagiert auf derartige Temperaturschwankungen mit Nachstellbewegungen des Hubs (untere durchgezogene Kurve). Der Vergleich der beiden Kurven für die Ventilstellung zeigt, dass bei dem in 6b gezeigten Verlauf für ein erfindungsgemäßes Verfahren die Ausschläge der Ventilstellung, d.h. des Hubs, in Folge der eingeschränkten Ventilstellstrecke VH gedämpft sind im Vergleich zu einer herkömmlichen Regelung, welche in 6a gezeigt ist.
Weiterhin zeigt der Vergleich der gemessenen Temperaturverläufe, dass die gemessene Ist-Temperatur beim erfindungsgemäßen Verfahren bis auf wenige Störungen nahezu identisch mit der vorgegebenen Solltemperatur ist, wohingegen die gemessene Temperatur nach einem herkömmlichen Verfahren weit stärker von der Solltemperatur abweicht. Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit zum einen den Vorteil, dass die Temperatur sehr viel genauer an eine Solltemperatur geregelt werden kann und zum anderen, dass für die genauere Regelung eine weitaus geringere Stellstrecke des Ventils notwendig ist. Die geringere Stellstrecke hat vor allem für Regelsystem mit autarker Energieversorgung, z.B. ein batterie- oder akkumulatorbetriebenes Regelsystem, den Vorteil, dass weniger Energie aufgrund der weniger zu fahrenden Stellstrecke nötig ist und somit die Betriebsdauer beträchtlich erhöht wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Regelungsverfahrens liegt darin, dass auch die Gesamtenergie des Heizsystems, also auch die Heizenergie, reduziert werden kann, weil unnötige Heizleistung bzw. unnötige Erhöhung eines Massenstroms vermieden wird.
Die 8a zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 100a zur Regelung eines Ventils 1 nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren. Das System 100a umfasst ein Ventil 1, einen Regler R, einen davon gesteuerten Antrieb A, der geeignet ist, dass Ventil 1 zu bewegen, und einen ersten Sensor F, der beispielsweise als Funksensor frei im Raum angeordnet sein kann und mit dem Regler R in Verbindung steht. Der erste Sensor F ist dabei zur Temperaturüberwachung ausgebildet. Der erste Sensor F sendet die von ihm gemessene Temperatur an den Regler R, welcher diese in Stellbefehle für den Antrieb A umsetzt und an diesen weiterleitet. Regler R und Antrieb A können dabei als eine Baugruppe ausgeführt sein. Das System ist dabei derart ausgebildet, das Ventil 1 nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren zu regeln. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist am Ventil ein zusätzlicher Temperatursensor T2 zur Messung der Temperatur am Ventil angebracht, der mit dem Antrieb A in Verbindung steht.
In der 8b ist eine alternative Ausgestaltung des Systems 100b zur Regelung eines Ventils 1 nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren. Das System 100b beinhaltet wiederum ein Ventil 1 und einen Antrieb A, der dazu geeignet ist, das Ventil zu bewegen. Des Weiteren umfasst das System einen Regler R und einen ersten Sensor F, der beispielsweise als Funksensor beliebig im Raum angeordnet sein kann und der dazu geeignet ist, die Temperatur zu überwachen. Der Regler R und der erste Sensor F sind dabei als eine Baugruppe ausgebildet, wobei der Regler R anhand der vom ersten Sensor F gemessenen Temperatur Stellbefehle an den Antrieb A durch die Baugruppe aussendet. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist am Ventil ein zusätzlicher Temperatursensor T2 zur Messung der Temperatur am Ventil angebracht, der mit dem Antrieb A verbunden ist.
Die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems beschränkt sich nicht auf Heizungssysteme, wie exemplarisch in den Ausführungsbeispielen ausgeführt. Eine Verwendung für die Regelung von Ventilen in Kälteanlagen, wie z.B. Klimaanlagen oder Wärmetauscher, ist ebenso vorgesehen.
Bezugszeichenliste

A: Antrieb
F: erster Sensor
O: offset
R: Regler
Z: Ventilachse
AP: Arbeitspunkt
MP: Maximalpunkt
NP: Nullpunkt
OP: Offenpunkt
SP: Schließpunkt
T2: zweiter Sensor
VH: Ventilstellstrecke
1: Ventil
2a: Ventilkörper
2b: Ventilstift
3: Stempel
5: mechanischer Anschlagpunkt
100a: erstes erfindungsgemäßes System
100b: alternatives erfindungsgemäßes System

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1235131 B1 [0005, 0014]

Claims

Verfahren zur Regelung eines Ventils (1) mittels eines von einem Regler (R) gesteuerten Antriebs (A) und eines mit dem Regler (R) kommunizierenden ersten Sensors (F) zur Temperaturüberwachung, umfassend die Schritte: a. Fahren des Ventils (1) durch den Regler (R) oder den Antrieb (A) zur Festlegung des Ventilnullpunkts (NP), b. Initialisieren der Regelung und eines ersten Regelbereichs mit einer vorgegebenen Ventilstellstrecke (VH) und einem vorgegebenen Offset (O); c. Regeln des Ventils (1) um einen fiktiven Arbeitspunkt (AP), der durch die vorgegebene Ventilstellstrecke (VH) und den vorgegebenen Offset (O) bestimmt ist, in Abhängigkeit von der, vom ersten Sensor (F) gemessenen, Temperatur; d. Bestimmen eines Arbeitspunktes (AP) des Ventils (1) durch statistische Auswertung von Stellbefehlen an den Antrieb (A) über einen Zeitraum Z; e. Regeln des Ventils (1) um den bestimmten Arbeitspunkt (AP) in Abhängigkeit von der, vom ersten Sensor (F) gemessenen, Temperatur.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset (O) in Abhängigkeit des Arbeitspunktes (AP) bestimmt wird und dass ein Schließ- (SP), ein Offen-(OP) und ein Maximalpunkt (MP) in Abhängigkeit von Arbeitspunkt (AP) und Offset (O) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, in Abhängigkeit von der Lage des bestimmten Arbeitspunktes (AP), die Ventilstellstrecke (VH) symmetrisch bzw. asymmetrisch um einen vorbestimmten Wert um den bestimmten Arbeitspunkt (AP) verringert wird, wobei die Ventilstellstrecke (VH) durch eine untere Grenze beschränkt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Neuermittlung des Ventilnullpunktes (NP) in vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Neuermittlung des Ventilnullpunktes (NP) nur durchgeführt wird bei einer Ventilstellung nahe des Schließpunktes (SP).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitspunkt (AP) und der Offset (O) in vorbestimmten Zeitabständen neu bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) durch den Regler (R) oder den Antrieb (A) zur Festlegung der maximalen Ventilstellstrecke (VH) gefahren wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) durch den Regler (R) oder den Antrieb (A) zur Festlegung des Maximalpunktes (MP) gefahren wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um den Arbeitspunkt (AP) ein zweiter Regelbereich innerhalb des ersten Regelbereichs initialisiert wird und innerhalb des zweiten Regelbereichs um den Arbeitspunkt (AP) das Ventil in Abhängigkeit von der, vom ersten Sensor (F) gemessenen, Temperatur geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Regelbereich in vorbestimmten Zeitabständen neu bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Regelbereiche nicht linear unterteil sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung des Arbeitspunktes (AP) weitere Kriterien verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Ventilstellung und dem Zeitpunkt des Aussendens des letzten Stellbefehls, Stellbefehle zum Vor- und Zurückstellen des Ventils (1) um einen vorgegebenen Wert an den Antrieb (A) weitergegeben werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem vorbestimmten Abfall der, am ersten Sensor (F) gemessenen, Temperatur, wobei diese über einem vorbestimmten Wert T liegen muss, für einen vorbestimmten Zeitraum der Stellbefehl zum Stellen des Ventils (1) auf den Schließpunkt (SP) an den Antrieb (A) weitergegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten einer vorbestimmten, am Sensor (F) gemessenen, Temperatur T der Stellbefehl zum Stellen des Ventils (1) auf den Maximalpunkt (MP) an den Antrieb (A) weitergegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erkennung, insbesondere eine Statuserkennung, der Energieversorgung von Regler (R) und Antrieb (A) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Stellbefehlen an den Antrieb (A) eine Laufleistung des Ventils (1) bestimmt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der bestimmten Laufleistung des Ventils (1) und der Statuserkennung der Energieversorgung von Regler (R) und Antrieb (A) eine Restlaufzeitermittlung für Regler (R) und Antrieb (A) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Temperaturmessung durch einen, am Ventil (1) angebrachten, zweiten Sensor (T2) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verifikation des Schließ- oder des Offenpunktes (OP) mittels der zusätzlichen Temperaturmessung am Ventil (1) stattfindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrelation zwischen den Messwerten des ersten Sensors (F) und den Messwerten des zweiten Sensors (T2) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte des zweiten Sensors (T2) anstatt der Messwerte des ersten Sensors (F) verwendet werden.
System umfassend ein Ventil (1), einen Regler (R), einen davon gesteuerten Antrieb (A) und einen ersten Sensor zur Temperaturüberwachung, wobei das System ausgebildet ist, das Ventil (1) gemäß einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 18 zu regeln und wobei die vom ersten Sensor (F) gemessene Temperatur vom Regler (R) in Stellbefehle umgesetzt wird und diese an den Antrieb (A) weitergeleitet werden.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (F) als Funksensor ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (R) und der Antrieb (A) als eine Baugruppe ausgebildet sind.
System nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (R) und der erste Sensor (F) als ein Baugruppe ausgebildet sind und die Stellbefehle des Reglers (R) durch die Baugruppe weitergeleitet werden.
System nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass am Ventil (1) ein zweiter Sensor (T2) zur Temperaturüberwachung angebracht ist, wobei dieser mit dem Antrieb (A) verbunden ist und das System derart ausgebildet ist, um das Ventil (1) gemäß einem der Verfahren nach den Ansprüchen 19 bis 22 zu regeln.