Vigas: HVS25LC mit UVR1611E

Hallo,
...auf dem WC gilt immer der sinnreiche Spruch:
No job is finished, until the paperwork is done.
Kein Job ist erledigt, solange der Papierkram noch nicht gemacht ist.
In diesem Sinne...

Einesteils um von proprietären Kesselsteuerungskonzepten unabhängig zu sein, andererseits auch in
Erwartung der deutlich erweiterten Fähigkeiten der neuen UVR16x2,
wird hier ein Steuerungskonzept für einen Holzvergaser auf Basis Vigas HVSxxLC vorgestellt.
Das Programm ist in TAPPS2 geschrieben und läuft auf einer Platinenversion
UVR1611E NM/DE mit der Serialnummer 002111 / (DE)002706 Firmwareversion A3.28.

Weitere Hardwarekomponenten sind:
ein C.M.I. als Logger und Schnittstelle über ein Heimnetzwerk zum PC mit Winsol2.02
ein Innovate-MTX-Lambdamodul mit Breitbandsonde LSU4.2
als Kulissenservo dient ein Belimo CM24-SR-R (den richtigen Drehsinn hätte CM24-SR-L)
der Singlelüfter ist ein ebmpapst G2E 108-AG63-01 230V 0,14A 30W
Zur Erprobung wurde die Konzeptsteuerung in einem eigenen Schaltschrank auf dem Kessel aufgebaut
und zunächst parallel zur kesseleigenen AK3000LC betrieben.

Die gewünschten Sensoren waren z.T. schon vorhanden oder wurden installiert.
Der Kesselkreis wurde direkt von der alten UVR1611K (A2.28) übernommen und aktiviert.
Für die Kulissensteuerung per Lambdasonde diente zuerst ein Dummyaufbau.
Und als Lüfter musste ein zum Kessel baugleicher Radiallüfter herhalten.
Inzwischen wird der Kessel gänzlich von der UVR gesteuert (inklusive STB).

Es wird ausdrücklich klargestellt, dass es sich hier vorerst nur um die Realisierung der
funktionellen Kernkomponenten einer UVR-HV-Kesselsteuerung handeln soll.
Der Reiz besteht darin, ein solches Vorhaben mit einer "normalen" UVR1611 hinzukriegen.
Im aktuellen Zustand sind erst 25 von 44 möglichen Modulen verbaut. Es dürfte also noch genügend
Reserve vorhanden sein, um die wichtigen Sicherheitsmerkmale und einen bedienerfreundlichen Zugang programmieren zu können.
Derzeit müssen Parameteränderungen noch direkt in den Funktionen vorgenommen werden.
Als mächtige Kontroll- und Bedienoberflächen stehen später per CMI zugängliche Komponenten und Parameter bereit.

Innovate-MTX-Modul
HVS25 LC

mfG MaxHVS25LC mit UVR1611E

Hallo,
...eine neue Hardwarekomponente, die mir gleich recht nützliche Dienste bei der Beurteilung der Lüftereinstellung geleistet hat, blieb oben unerwähnt.
Ich habe mir beim Sensorshop24 zu den k-Thermoelementen gleich einen Differenzdrucksensor dazulegen lassen und ihn zwischen Rauchrohr und Lüfterschacht verbaut. (Bild im Anhang).
Niedrigste Auflösung -1 bis +1mbar; 1mbar = 100Pa; geht also gerade noch für den HV.

Die Kennliniendiagramme von ebmpapst zu den jeweiligen Lüftern sind zwar schön und gut, auch die begleitende Dokumentation gibt interessante Hinweise. Aber will man konkret was auslesen, ist gerade bei drehzahlgeregelten Radiallüftern nicht viel Belastbares zu holen. Da muss man wohl selber ran.

Mit einer Profilfunktion im HV-Programm, die eigentlich zum Ausbrand konzipiert war, konnte die Druckabhängigkeit über den Stellgrad der Phasenanschnittsteuerung auf Ausgang A1 festgehalten werden.
Der Kessel war kalt, der Düsenrost weitgehend mit Papier abgedeckt und darüber eine Füllung für's nächste Anzünden. AHK und SekLuft geschlossen. Seitlich vom Düsenrost konnte noch PrimärLuft nach unten durchtreten. Trotz der Drosselung war das Druckniveau im kalten Zustand niedriger als beim Abbrand. Beim Heizen muss auch ein 4 - 6mal so großes Luftvolumen durch die Düse treten, was naturgemäß mehr Druckgradient erzeugt.
Im Kennliniendiagramm ist der Arbeitsbereich und geschätzte Kennlinien bei niedrigeren Drehzahlen skizziert. Wenn ich 40€ in einen berührungslosen Drehzahlmesser investiere, kann ich das auch noch festmachen.
mfG Max

Hallo Yves,
...der STB schaltet lediglich die Ausgänge A1 (Lüfter), A2, A3 und A4 auf AUS.
Dass er dabei noch irgendwelche über Steckbrücken konfigurierbare Signale an die Steuerung ausgeben kann, ist ein weiteres Feature, womit ich aber noch nichts anzufangen weiß.
Da ohnehin nur der/die Lüfter abgestellt und die Luftzufuhr/Kulisse zugefahren oder verschlossen werden muss, kann man das auch mit anderen Mitteln bereitstellen.
Die Kesselkreispumpe muss weiterlaufen und wenn möglich soll der RTLA-Mischer richtig reagieren. In diesem Punkt hat die UVR-Firmware (A3.28) einen gravierenden Haken bei der 20min-Restlaufzeit (nach Mischer-Freigabeänderungen).
Bezüglich Lambdachecksignal: Du kannst damit in den Eingang 8 gehen, der kann 0 - 10V und ist skalierbar 1V -> 0 ; 8,85V -> 20 (oder 100 oder...). Schau dir mal an, wie ich mein Lambdasignal mit Skalierung und Analogfunktion auf Faktor 100 "verstärkt" habe.
Zum SekLuft-Regeln brauchst du eigentlich nur den Bereich Lambda = (0,75) 1 bis 1,5.

Ob man in Lambda oder %Restsauerstoff "denkt" unterscheidet nur zwischen Lambdacheck/FT-Besitzern und dem Rest der Welt. Ich bin aus der Technik eher die dimensionslose Kennzahl gewohnt und bewältige die 2 Stellen hinterm Komma locker im Kopf. Das kommt mir immer so vor, als wenn man beim Auto für den Stadtverkehr einen eigenen Tacho braucht, der erst bei 30 losgeht und Bußgeld/Überschreitung anzeigt.
mfG Max

Hallo,
..was man für die heiße Temperaturmessung am Kessel braucht,
sind zumindest 2 Typ-K-Thermoelemente.
Für die AGT reicht der THEL-Standardsatz.
Damit muss man nicht ständig befürchten, bei offener AHK den PT1000 zu grillen
und man kann bedenkenlos die Kerntemperatur des Abgasstroms bestimmen.
Bei der BK-Temperatur sollte es schon ein längeres TE sein.
Ich habe 500mm MantelTE mit 4mm Dmr. gewählt, Kostet gute 30 €.
Bei meinem 25er-Vigas komme ich durch eine Bohrung im Boden (nicht wasserführend)
am Mittenstoß der hinteren 4 Boden-Schamotteplatten nach oben durch.
Dann zwischen WT-Wand und hinterer Schamotteplatte in der BK hoch
und oben ca. 10mm unter der BK-Decke nach vorne. 30mm vor der hintere Düsenschürze,
die 40mm in die BK hineinkragt ist dann der Messpunkt, sozusagen im Windschatten
der Keramik. Da das bisher an der selben Stelle frei im Raum stehende Sveni-TE
ziemlich zappelig gemessen und inzwischen die Grätsche gemacht hat, hab ich mal zwischen
TE und BK-Decke ein Stück Al2O3-Wolle geklemmt. Seitdem ist der irreguläre Strömungsanteil aus der Messung verschwunden und das TE misst sozusagen nur noch die von unten kommende Raumstrahlung.
Der T-Schrieb verläuft derzeit bei recht linearen 820° - was gegenüber den früheren Gepflogenheiten fast schon wieder beunruhigend ist.
Der THEL-Messverstärker von TA kostet ohne TE seine 34€. Wenn man wie ich gerne 4 solche Kästchen haben will, geht das schon ins Geld. Da mein allererstes THEL eine blockierte Anschlussklemme hatte, habe ich mich entschlossen, das Ding zu schlachten, um zu sehen , was da soviel Geld kostet.
Ich musste wie ein Versteinerungspräparator die zäh-harte Vergußmasse abstemmen.
Ergebnis: Eine doppelseitig beschichtete Platine, 5 Widerstände, 2 (vermtl.) Kondensatoren,
1 achtbeiniger IC (OpAmp?), etwas das aussieht wie ein Transistor, und das rund Schwarze,
das möglicherweise ein Trimmpoti ist. Irgendwo im Anschlussbereich ist noch etwas undefiniertes Blaues.
Beim IC habe ich mir besondere Mühe gegeben, da ich die Aufschrift erhalten wollte.
Um das Routing der beiden Leiterseiten nachverfolgen zu können müsste ich alles zerlegen
...und was von Elektronik verstehen....
Man kennt die KTY-Kennlinie, man kennt den Spannungsverlauf des K-Typs....
mfG Max

Hallo Yves,
...der Sensoreingang der UVR misst eigentlich auch NUR eine durch den thermisch veränderlichen Fühlerwiderstand erzeugte diskrete Spannung zwischen den beiden Anschlüssen.

Beim THEL muss man zusätzlich beim Anklemmen auf die Polarität achten. Das macht Sinn, da ja eine elektronische (Spannungs-??)Verstärkerschaltung enthalten ist. Dass man das TE richtigrum und ohne "Zwischenelemente" auflegen muss ist selbstverständlich.

Bleibt noch die Frage, warum TA in seiner THEL-Spec nur bis 600° geht.
Ist das TA-TE der Begrenzer oder die Verstärkergenauigkeit?
mfG Max

Hallo,
...der IC ist offensichtlich ein OpAmp von National Semiconductors (das Logo),
die wiederum sind inzwischen in TI aufgegangen, wo ich dann auch das
Datenblatt gefunden habe:
http://www.ti.com/lit/gpn/lm10

Im Datenblatt sind, wie bei TI üblich, auch diverse Schaltungsbeispiele enthalten, u.a. mindestens 3 TE-Applikationen, die vom Schaltungsaufwand her der THEL-Platine
genügen könnten. Trimmpotis habe ich darin auch gesehen.
Müsste man das Ganze nur noch verstehen können...

Im Moment läuft bei mir ein guter Abbrand mit Pappelholz und sauberen Schrieben.
Wenn nichts mehr dazwischen kommt, werde ich das dokumentieren und das
aktuelle Tapps-Programm hier reinstellen. Das wird dann auch die letzte kommentierte Fassung sein, weil ich danach die Texte rausschmeiße um den "Verwaltungsaufwand" zu reduzieren.
mfG Max

Hallo,
...dass man mit der "frei programmierbaren UniVersalRegelung" UVR1611 eine Hausheizung und/oder eine thermische Solaranlage betreiben kann, ist klar. In den 4 1/2 Jahren, die ich hier im HVForum bin, habe ich nun wiederholt Überlegungen und Absichtserklärungen von Usern mitbekommen, das Teil auch zur kompletten Kesselsteuerung herzunehmen. Wenn das bislang einer durchgezogen hätte, wüsste ich es, da ich auf kein Thema so scharf war, wie auf dieses. Da hilft nur Selbermachen...

Wenn man nur heizt und sonstige Begehrlichkeiten eher zurückhaltend beurteilt, geht das lange gut. Will man mehr von seinem Schätzchen im Keller wissen, braucht es zumindest eine Logmöglichkeit und etwas mehr Sensorik. Diverse Kesselhersteller haben für derart übertriebene Neugierde wenig Verständnis und lassen den Kunden mit einem "Display", 3 PT1000 und einer Betriebsanleitung vor sich hinkochen. Besser noch, man hängt ihm auch einen Wartungsvertrag an....

Nun ist aber die "selbstgestrickte" Kesselsteuerung nicht ganz unproblematisch. Man kann sich mit der UVR bei entsprechendem Programmiergeschick z.B. stagnierende Solaranlagen, im Hochwinter eine nicht funktionierende Heizungen oder mit 60° Vorlauf fahrende FBH's einhandeln. Bei einem Kessel allerdings, der für 40kWh Holz drin hat und knapp unter der Kochgrenze agiert, ist "etwas mehr Vorsicht" und Schritt für Schritt testen, die Mutter der Porzellankiste.

Hier die angekündigte "Veröffentlichung" meines HV-Programmbeispiels (Freeware ohne Gewähr), das jetzt innerhalb von 36 Abbränden den Job der AK3000 mehr als übernommen hat:
- Kesselkreispumpe und RLTA-Regelung inklusive WMZabschätzung,
- Regelung der Sekundärluft nach Lambda über Breitbandsonde,
- Steuerung/Regelung/Parametrierung des Gleichdruck-Singlelüfter-Systems,
- zusätzliche Sensorik und Logmöglichkeit, Fernbedienbarkeit durch CMI.

mfG Max

Hallo Yves,
...ich habe 2 UVR1611
- die "alte" Konsolenversion, die immer noch Heizung und Solar macht,
- und die Platinenversion 1611E aus der Bucht, für die Kesselsteuerung.

Irgendwann im Frühjahr baue ich den AK3000-Schaltkasten komplett ab,
belasse ihn aber in funktionsfähigem Zustand - der Teufel ist schwarz...
An seine Stelle wird der größere Schaltkasten montiert.
Die von oben kommende Verkabelung wird dann "geordnet".
Das beste Feature an der Platine ist die einfache Steckverbindung der Anschlüsse.
Nur noch einmal schrauben,...
mfG Max

Hallo Volker,
...da sprichst du gerade etwas an, was ich auch mit einigem Stirnrunzeln betrachte.
Das THEL benutze ich schon lange für AGT-Messungen. Irgendwann hat mich auch die BKT interessiert. Von Sveni bekam ich ein 4mm-TE mit über 1m langen Schaft. Das hatte ich bis vor Kurzem im Einsatz und es hat Temperaturen über 900° angezeigt.
Wenig später war das Teil am "Spinnen" mit Sprüngen zwischen 300° und 1100°, also defekt.
Seitdem ist ein nagelneues 4mm-TE mit einem ebenfalls neuen THEL in der BK.
Was mich daran "stört" ist der lineare Verlauf bei ca. 820°. Das sieht aus wie die aus der mathematischen Programmiererei bekannte Funktion "Ceiling" (Decke, oberer Grenzwert).
Das könnte nun an der THEL liegen oder an meiner Isolationsbeilage. Letzteres wird beim nächsten Abbrand (in 2-3 Tagen) gecheckt, da nehme ich das Al2O3-Tampon raus.

Wenn es das THEL ist, sollten Alternativen gefunden werden. Siehe weiter oben..
Deswegen habe ich das "alte" THEL auch geschlachtet und autopsiert.
Die 1/10-Temperaturanzeige des THEL finde ich gut und praktikabel, insbesondere für Winsol-Darstellungen.
mfG Max