Heating Monitor Live (Technische achtergrond)

Omdat ik nogal wat vragen kreeg over de technische achtergrond van de Heating Monitor, heb ik geprobeer het hier wat samen te vatten.

Installatie Onderdelen

Heel de installatie bestaat uit 3 grote onderdelen

1.      Verwarmingsinstallatie met Buffervaten

2.      Tisun Thermische zonnepanelen

3.      SHT TDA 15 Thermodual Pellet/Stukhout combinatie ketel

 

 

Waarom monitoren ?

 

Omdat er nogal wat vragen waren bij de keuze van de Ketel en of het wel mogelijk was om met convectoren op ‘lage’ temperaturen te verwarmen,

hadden we al beslist voor de renovatie dat we op de belangrijkste leidingen en op de buffervaten sensoren zouden aanbrengen om een gedetailleerde

monitoring mogelijk te maken, zodat we eventueel achteraf bij konden sturen qua installatie/aansluitingen.

 

Logging Systeem

Omdat we een flexibel logsysteem wilden bouwen, maar toch ook geen energieslurpende PC of Server wilden gebruiken, hebben we gekozen voor een energiezuinige

PC op basis van een mobiele ATOM processor. (15W verbruik)

De QBox 1010 van Quanmax heeft bovendien de mogelijkheid om te monteren op DIN rail wat kastmontage vergemakkelijkt.

0.6 Litter Fanless Box PC - QBox-1010

 

 

Aansluitingen

 

 

Software

De software op de PC bestaat uit 2 grote onderdelen:

·        Monitoring software (in LabVIEW)

·        SQL Express Database

 

LabVIEW software architectuur

De software is opgedeeld op dezelfde wijze als de hardware. Op dit moment draait nog alles als 1 programma, maar ik ben bezig om de verschillende onderdelen als aparte
Windows services te verdelen waardoor ze ook herbruikbaar zijn voor andere installaties.

Alle services zijn verantwoordelijk voor het uitlezen van de verschillende modules, en iedere variabele wordt op dezelfde manier gelogd in de database.

Er wordt per variabele ook opgegeven hoeveel de wijziging moet zijn vooraleer een nieuwe waarde opgeslagen wordt, op die manier wordt er niet meer data
opgeslagen dan nodig. (bijvoorbeeld nieuwe temperaturen pas opslaan als ze meer dan 0.1 graad verschillen).

 

 

Temperatuurlogging :

Temperatuurs sensoren

Om de kosten een beetje binnen de perken te houden hebben we gekozen voor DS18B20 OneWire sensoren van Dallas Semiconductor. (Maxim Electronics)

http://be.farnell.com/productimages/farnell/standard/42334031.jpg

Deze sensoren hebben een aantal voordelen tov PT1000 sensoren voor een opstelling zoals de onze :

·        12bit temperatuursconversie in de sensor zelf

·        OneWire communicatie bus

·        Niet alle sensoren moeten tot aan de stuurkast bedraad worden

·        Eenvoudige (goedkope) PC interface mogelijk

·        Totale kostprijs per meetpunt is relatief laag.

 

Grootste nadeel is wel de bouwvorm. Het zijn eigenlijk sensoren voor op een printplaat te monteren.

Om dat probleem te omzeilen hebben we er teflon kabel aan gesoldeerd en de aansluitingen ingekapseld in krimpkous.

Vervolgens hebben we de sensor met alu tape op de leidingen gekleefd om een goede temperatuurs transmissie tussen leiding en sensor te bekomen.

De kabel hebben we dan op een naadverbinding terug uit de isolatie laten komen om samen aan 1 bus aan te sluiten.

 

Aansluiting aan de PC

HA7Net - Ethernet 1-Wire Host Adapter

Voor de PC aansluiting hebben we bovenstaande HA7Net OneWire naar Ethernet omvermer aangeschaft van Embedded Data Systems (http://www.embeddeddatasystems.com)

We hebben getracht om alle interfaces via Ethernet uit te rusten, zodat we eventuele toekomstige devices (PV Panelen, Energiemeters, weerstation, …) ook nog op het loggingsysteem kunnen aansluiten,

en de interfaces moeten dan niet noodzakelijk in de elektrokast gemonteerd worden.

 

Zonnepaneel logging

Aansturing zonnepaneel

Solarregler DeltaSol BS

Voor de sturing van de Tisun zonnepanelen wordt er een Resol BSx gebruikt. Alle sensoren en pompsturingen van het zonnepaneel zijn op deze unit aangesloten, de proportionele sturing van de pomp gebeurt ook door deze unit.

Deze kan worden uitgelezen dmv het VBus protocol van Resol. Zie Google Groups voor meer info ivm protocol.

 

VBus gebruikt een communicatie signaal wat lijkt op RS485, maar wat geen echte industriële RS485 is, daarom werkt het niet met alle industriële RS485 omzetters. (al zijn er die het wel doen)

Ook zijn er schemas beschikbaar om zelf de omvormer naar RS232 te bouwen. (Zie google groups voor meer info)

Om problemen te vermijden hebben we gekozen om de Resol VBus naar Ethernet omvormer te gebruiken.

Het VBus signaal van de controller (in woonruimte) is aangsloten via 1 Pair van een CAT5 kabel naar de Ethernet omvormer die in de elektrokast gemonteerd is.

VBus to LAN Interface Adapter

 

De gegevens die we uit de Resol lezen zijn :

·        Paneel temperatuur

·        Buffer temperatuur Boven

·        Buffer temperatuur Beneden

·        Aantal uren dat de pomp gedraaid heeft

·        Hoeveelheid energie die door het paneel opgeslagen is

·        Momentele snelheid van de pomp

 

Bijkomende parameters

Voor het loggen van een aantal bijkomende paramaters hadden we nog wat ‘generieke I/O’ nodig, een daarvoor hebben we dan een Beckhoff BC9010 mini PLC gebruikt.

Ethernet TCP/IP Bus Terminal Controllers BC9050 8-channel digital input terminals 24 V DC KL1408, KL1418 1-, 2-channel analog input terminals 0…10 V KL3061, KS3061

De informatie die we hiermee uitlezen is :

·        Pompstatus SHT

·        Pompstatus Huisverwarming

·        Stand Driewegkraan (0-100%)