Comparatore / Regolatore a 2 punti
Il nodo Comparatore / Regolatore a 2 punti confronta due valori numerici in ingresso e genera un’uscita logica sulla base di due soglie configurabili.
Il nodo calcola la differenza tra Input 1 e Input 2:
$$Differenza = Input\ 1 - Input\ 2$$
L’uscita viene quindi determinata nel modo seguente:
- se la differenza è maggiore di Threshold for ON, il nodo invia 1 a Output;
- se la differenza è minore di Threshold for OFF, il nodo invia 0 a Output;
- se la differenza è compresa tra le due soglie, Output mantiene lo stato precedente.
L’intervallo compreso tra la soglia di attivazione e quella di disattivazione crea un’isteresi, evitando commutazioni frequenti quando i valori di ingresso oscillano vicino al punto di regolazione.
Questo nodo può essere utilizzato, ad esempio, per:
- effettuare una regolazione della temperatura a due punti;
- attivare un dispositivo in funzione della differenza tra un setpoint e un valore misurato;
- mantenere stabile l’uscita quando i valori di ingresso oscillano;
- controllare dispositivi ON/OFF per riscaldamento, raffrescamento o ventilazione.
Connettori
| Connettore | Direzione | Tipo di dato | Descrizione |
|---|---|---|---|
| Input 1 | Ingresso | Numero | Primo valore utilizzato per calcolare la differenza. |
| Input 2 | Ingresso | Numero | Secondo valore utilizzato per calcolare la differenza. |
| Output | Uscita | 1 bit | Risultato logico del confronto tra la differenza calcolata e le soglie configurate. |
Proprietà principali
| Proprietà | Descrizione |
|---|---|
| Threshold for ON | Soglia oltre la quale Output viene impostata a 1. |
| Threshold for OFF | Soglia al di sotto della quale Output viene impostata a 0. |
| Gate | Se abilitata, aggiunge il connettore Gate, utilizzabile per attivare o disattivare l’elaborazione del nodo. |
| Await all inputs | Se impostata su True, il nodo attende che tutti gli ingressi collegati abbiano ricevuto almeno un valore prima di eseguire il confronto. |
Per creare un intervallo di isteresi valido, Threshold for OFF deve essere minore di Threshold for ON.
Per il funzionamento generale del connettore Gate, consultare Connettore Gate.
Funzionamento
Il nodo calcola innanzitutto la differenza tra i due valori di ingresso:
$$Differenza = Input\ 1 - Input\ 2$$
Successivamente confronta il risultato con le soglie configurate.
Differenza superiore alla soglia ON
Quando:
$$Differenza > Threshold\ for\ ON$$
il nodo invia 1 a Output.
Differenza inferiore alla soglia OFF
Quando:
$$Differenza < Threshold\ for\ OFF$$
il nodo invia 0 a Output.
Differenza compresa nell’intervallo di isteresi
Quando:
$$Threshold\ for\ OFF \leq Differenza \leq Threshold\ for\ ON$$
il nodo non modifica l’uscita. Output mantiene lo stato precedente.
Comportamento del nodo Comparatore / Regolatore a 2 punti
Riepilogo del confronto
| Differenza calcolata | Comportamento dell’uscita |
|---|---|
| Differenza > Threshold for ON | Output viene impostata a 1. |
| Differenza < Threshold for OFF | Output viene impostata a 0. |
| Threshold for OFF ≤ Differenza ≤ Threshold for ON | Output mantiene lo stato precedente. |
Esempio
Supponiamo di configurare le seguenti soglie:
- Threshold for ON = 1;
- Threshold for OFF = -1.
Il nodo funziona nel modo seguente:
| Input 1 | Input 2 | Differenza | Risultato |
|---|---|---|---|
| 22 | 20 | 2 | La differenza è maggiore di 1, quindi Output viene impostata a 1. |
| 20,5 | 20 | 0,5 | La differenza è compresa tra -1 e 1, quindi Output mantiene lo stato precedente. |
| 19 | 20 | -1 | La differenza è uguale alla soglia OFF, quindi Output mantiene lo stato precedente. |
| 18 | 20 | -2 | La differenza è minore di -1, quindi Output viene impostata a 0. |
Il confronto utilizza le condizioni maggiore di e minore di. Quando la differenza è esattamente uguale a una delle soglie, rimane all’interno dell’intervallo di isteresi e viene mantenuto lo stato precedente dell’uscita.
Esempio di regolazione della temperatura
Il nodo può essere utilizzato come regolatore a due punti collegando:
- il setpoint della temperatura a Input 1;
- la temperatura ambiente misurata a Input 2;
- il comando del riscaldamento a Output.
Supponiamo di utilizzare:
- setpoint: 21 °C;
- Threshold for ON: 0,5;
- Threshold for OFF: -0,5.
La differenza viene calcolata nel modo seguente:
$$Differenza = Setpoint - Temperatura\ misurata$$
Il comportamento risultante è:
| Temperatura misurata | Differenza | Comportamento dell’uscita |
|---|---|---|
| 20 °C | 1 | La differenza è maggiore di 0,5, quindi il riscaldamento viene attivato. |
| 20,8 °C | 0,2 | La differenza è compresa nell’intervallo di isteresi, quindi viene mantenuto lo stato precedente. |
| 21,2 °C | -0,2 | La differenza è compresa nell’intervallo di isteresi, quindi viene mantenuto lo stato precedente. |
| 22 °C | -1 | La differenza è minore di -0,5, quindi il riscaldamento viene disattivato. |
L’intervallo di isteresi evita che l’uscita del riscaldamento commuti continuamente quando la temperatura misurata oscilla vicino al setpoint.
Verifica tramite simulazione
Per verificare il nodo utilizzando Offline Simulation:
- Collegare due nodi di ingresso a Input 1 e Input 2.
- Configurare Threshold for ON e Threshold for OFF.
- Collegare Output a un nodo che permetta di monitorare il valore risultante.
- Abilitare Await all inputs se il confronto deve iniziare solamente dopo l’inizializzazione di entrambi gli ingressi.
- Avviare la simulazione offline.
- Impostare gli ingressi in modo che la differenza calcolata sia maggiore di Threshold for ON.
- Verificare che Output passi a 1.
- Impostare gli ingressi in modo che la differenza rimanga compresa tra le due soglie.
- Verificare che Output mantenga lo stato precedente.
- Impostare gli ingressi in modo che la differenza sia minore di Threshold for OFF.
- Verificare che Output passi a 0.
Durante la simulazione offline, i valori degli ingressi devono essere impostati manualmente. La simulazione non comunica con il bus KNX o con gli oggetti reali dell’impianto.
Note di configurazione
- Entrambi gli ingressi devono contenere valori numerici validi.
- Utilizzare Await all inputs quando il confronto non deve essere eseguito prima dell’inizializzazione di entrambi gli ingressi.
- Configurare Threshold for OFF con un valore inferiore a Threshold for ON per ottenere un intervallo di isteresi valido.
- Un intervallo più ampio riduce la frequenza delle commutazioni dell’uscita.
- Un intervallo più stretto rende la regolazione più precisa, ma può causare commutazioni più frequenti quando i valori di ingresso oscillano.
- Verificare l’ordine di Input 1 e Input 2, poiché invertendoli viene invertito anche il segno della differenza calcolata.
- Se viene utilizzato il connettore Gate, assicurarsi che riceva un valore valido; in caso contrario, il nodo potrebbe rimanere disabilitato.