PID-Regler
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Der PID-Regler berechnet aus der Differenz zwischen dem gemessenen Wert und dem Sollwert des Reglers — meist der Raumtemperatur —, wie viel Leistung die Heizung (oder Kühlung) braucht. Das Ergebnis in Prozent sendet er an ein Ventil, den Thermostat eines Heizelements, eine Jalousie oder eine Variable. Die Seite beschreibt das Verhalten ab Version 2026.1.
Für die übliche Raumregelung genügt der Temperaturhystereseregler: Er schaltet ein Relais um den Sollwert ein und aus und kann ein Ventil stufenlos nach einem Band öffnen. Er hat kein Integral, das überschwingen könnte, und die Temperatur pendelt sich nahe am Sollwert ein. Verwenden Sie den PID-Regler, wenn Sie den Sollwert genau und ohne bleibende Regelabweichung brauchen — die Vorlauftemperatur hinter einem Mischventil, schnelle Systeme, Feuchte oder Füllstand.
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Die Anteile P, I und D
Der Ausgang ist die Summe dreier Anteile, die der Regler bei jeder Aktualisierung aus der Abweichung vom Sollwert berechnet.
- Der P-Anteil (proportional) ist proportional zur Abweichung: Beim Standardwert Kp = 10 gibt er 10 % Leistung pro Grad zu kalt. Allein genügt er nicht — ist der Raum fast auf dem Sollwert, gibt er fast nichts, und der Raum bleibt unter dem Sollwert stehen, wo eine kleine Abweichung genau so viel Leistung gibt, wie der Raum verliert (schieben Sie im Simulator den I-Anteil auf 0).
- Der I-Anteil (integral) summiert die Abweichung über die Zeit: Beim Standardwert Ki = 0,5 kommen 0,5 % pro Grad und Minute hinzu. Er wächst auf die Leistung an, die der Raum dauerhaft braucht, und hält sie auch bei Abweichung null. Ein zu großer I-Anteil wächst schneller, als der Raum reagieren kann, und die Temperatur schwingt (schieben Sie im Simulator den I-Anteil auf 5); solange der Ausgang auf 100 % steht, wächst das Integral weiter und verursacht nach Erreichen des Sollwerts ein Überschwingen.
- Der D-Anteil (differenzial) reagiert auf die Änderungsgeschwindigkeit der Abweichung. Standardmäßig ist er 0; bei trägen Räumen ist er nicht nötig.
Übliche Form: Proportionalbereich und Nachstellzeit
Heizungsregler anderer Hersteller (KNX, Siemens) stellen dieselben Anteile in anderer Form ein:
- Proportionalbereich Xp = 100 / Kp (°C) — bei welcher Abweichung der Ausgang auf 100 % geht. Kp 10 entspricht Xp 10 °C.
- Nachstellzeit Tn = Kp / Ki (Minuten) — in welcher Zeit der I-Anteil bei konstanter Abweichung den P-Anteil einholt. Kp 10 und Ki 0,5 ergeben Tn 20 min.
- Vorhaltezeit Tv = Kd / Kp (Minuten).
In der App geben Sie Kp, Ki und Kd ein; aus Bereich und Zeiten berechnen Sie sie so: Kp = 100 / Xp, Ki = Kp / Tn, Kd = Kp × Tv.
Empfohlene Werte je nach System
Die Standardwerte Kp 10 und Ki 0,5 ergeben für Räume eine viel kürzere Nachstellzeit, als sie die Hersteller von KNX-Reglern einstellen. In einem trägen System schwingen sie deshalb über — eine Fußbodenheizung schwingt mit ihnen auch nach acht Stunden noch (im Simulator das System Fußbodenheizung mit Kp 10 und Ki 0,5). Die Voreinstellungen der meisten KNX-Regler, umgerechnet auf die TapHome-Einstellung:
| System | Xp / Tn | Kp | Ki | PWM-Periode |
|---|---|---|---|---|
| Fußbodenheizung (Nasssystem), Decken- oder Fußbodenkühlung | 5 °C / 240 min | 20 | 0,083 | 20 min |
| Heizkörper, Zonenventil mit thermischem Stellantrieb | 5 °C / 150 min | 20 | 0,133 | 15 min |
| Elektrische Direktheizung | 4 °C / 100 min | 25 | 0,25 | 10 min |
| Fan-Coil (Ventil 0–10 V) | 4 °C / 90 min | 25 | 0,278 | — |
| Mischventil (Vorlauftemperatur) | 24 °C / 1,5 min | 4,17 | 2,78 | — |
Der D-Anteil ist bei allen 0. Ein langsamerer I-Anteil schwingt nicht über, aber nach dem Zurücksetzen des Integrals (wann) baut sich die Leistung lange auf — im Simulator Offenes Fenster oder der Schieberegler P während des Laufs. Das Vorlaufwasser erwärmt sich in Minuten, daher braucht es einen viel kleineren P-Anteil und einen größeren I-Anteil (System Mischventil). Schalten Sie einen thermischen Stellantrieb nicht mit einer Periode unter 15 Minuten.
PID-Regler einstellen
Neues Gerät hinzufügen
- Regler — ein Gerät mit Sollwert: ein Thermostat oder ein Feuchte-, CO2- oder Füllstandsregler.
- Heiz- und Kühlmodus — fest oder vom Heiz-/Kühlmodus-Gerät; wird nur bei einem Temperaturregler angeboten. Ein neuer Regler verknüpft sich selbst mit dem Heiz-/Kühlmodus-Gerät des Standorts, wenn der Standort eines hat; ist der Heiz-/Kühlmodus ausgeschaltet, erhalten die Ausgänge null Leistung (der Thermostat den Wert für null im Bereich seines Modus).
- PID-Regler — die Anteile P, I und D (Abschnitt Die Anteile P, I und D).
- Ausgangsgeräte — durch Tippen auf einen Ausgang stellen Sie seinen Modus ein (Abschnitt Ausgänge und ihr Modus).
- Erweiterte Einstellungen — Aktualisierung und Reset-Schwelle erklärt der Abschnitt Wann der Regler rechnet. Die Zeile „Maximales kumuliertes Integral“ begrenzt den I-Anteil: Bei 100 % kann er allein volle Leistung geben, ein kleinerer Wert verringert das Überschwingen nach einem langen Anlauf, aber auch die Leistung, die der Regler bei Abweichung null halten kann.
Ausgänge und ihr Modus
PositivNegativBeidePositivNegativBeide- Modus — der Bereich unter der Option ist der Teil des Reglerausgangs, den der Ausgang verarbeitet.
- Min / Max — nur beim Thermostat: die Solltemperatur an den Rändern des Modusbereichs.
Ein Ausgang im Modus Positiv erhält nur Heizleistung (bei kaltem Raum), im Modus Negativ nur Kühlleistung. Ein neuer Ausgang beginnt im Modus Beide: Ein Analogausgang oder eine Jalousie erhält darin ab Version 2026.1 nur Leistung in Richtung des Heiz-/Kühlmodus, wenn dieser Heizen oder Kühlen ist. Bei Heizen und Kühlen zugleich und ohne Heiz-/Kühlmodus erhält der Ausgang den Betrag der Stellgröße ohne Vorzeichen, das Ventil eines Zweirohrsystems öffnet also auch bei Überhitzung. Ein Ventil, das nur heizt, stellen Sie deshalb auf Positiv um; sind alle Ausgänge der smart rule in diesem Modus, wird auch das Integral nicht negativ.
| Ausgang | Was er erhält |
|---|---|
| Analogausgang, Jalousie | Reglerausgang 0 – 100 % |
| Thermostat (Solltemperatur) | linear im Modusbereich: Positiv von Min (0 %) bis Max (100 %), Negativ von Max (0 %) bis Min (100 % Kühlung), Beide von Min (100 % Kühlung) über die Mitte (0) bis Max (100 % Heizung) |
| Variable | Stellgröße in Prozent ohne Begrenzung — über 100 und im Modus Negativ oder Beide auch negativ |
Hat der Regler keinen gültigen Wert — der Thermostat ist im Fehler oder hat keine Temperatur oder keinen Sollwert —, gibt er die Ausgänge frei: Sie übernimmt eine smart rule mit niedrigerer Priorität oder der Standardwert des Geräts; ohne beides bleibt der Ausgang auf dem letzten Wert. Sobald der Wert zurückkehrt, steuert er sie sofort wieder.
Wann der Regler rechnet und wann er das Integral zurücksetzt
- Aktualisierung: Bei jedem neuen Wert des Reglers wird das Integral fortgeschrieben, ein neuer Ausgang geht aber höchstens einmal pro Mindestzeit hinaus (standardmäßig 1 Minute); ohne Wertänderung berechnet ihn der Regler trotzdem nach der Höchstzeit neu (standardmäßig 10 Minuten).
- Eine manuelle Sollwertänderung (in der App, am Thermostat) geht sofort hinaus und wartet nicht auf die Mindestzeit. Eine automatische Änderung — etwa aus einer witterungsgeführten Regelung, die häufig kommen kann — wartet.
- Eine Sollwertänderung um die Schwelle (Zeile „PID zurücksetzen, wenn sich der Sollwert um folgenden Wert ändert:“) setzt das Integral zurück. Eine neue smart rule erhält als Schwelle 10 % des Sollwertbereichs des Thermostats, zum Beispiel 2 °C bei einem Bereich von 10–30 °C. Eine Nachtabsenkung um die Schwelle beginnt deshalb beim P-Anteil, und morgens wächst das Integral von vorn (halten Sie im Simulator die Zeit mit ⏸ an und senken Sie den Sollwert um 2 °C). Schwelle 0 schaltet das Zurücksetzen aus.
- Bearbeiten der smart rule — jedes Speichern, auch eine Änderung von Kp oder Ki, setzt das Integral zurück, und die Leistung baut sich erneut auf (verschieben Sie im Simulator während des Laufs den P-Anteil).
- Begrenzungsbedingung: Solange sie gilt, rechnet der Regler nicht und gibt die Ausgänge frei; nach ihrem Ende beginnt er von vorn mit Integral null (Schaltfläche Offenes Fenster im Simulator).
- Lange Pause: Vergeht seit der letzten Berechnung mehr als die Höchstzeit plus 3 Minuten — ein Sensorfehler länger als etwa 13 Minuten, ein Ausfall der Steuereinheit —, wird das Integral zurückgesetzt.
- Einen Ausgang im manuellen Modus sieht der Regler nicht: Er rechnet weiter, und das Integral ändert sich nach der Temperatur, die das manuell eingestellte Ventil bewirkt (Schaltfläche Manueller Modus 100 %). Einen manuellen Eingriff, der beim nächsten automatischen Wechsel endet, beendet der nächste Schreibvorgang des Reglers; länger hält er mit Zeitlimit oder bis der Benutzer ihn beendet.
Relais und PWM
Ein Kesselrelais oder das Relais einer Elektroheizung kann keine 35 % Leistung einstellen — es kann nur einschalten. Der Prozentwert wird deshalb in Zeit umgewandelt: Bei einer Periode von 15 Minuten und einem Ausgang von 35 % ist das Relais etwa 5 Minuten ein- und 10 Minuten ausgeschaltet. So arbeitet ein Ausgang eines TapHome-Bus-Moduls im Modus Pulsweitenmodulation:
- Stellen Sie in den Einstellungen des Moduls den digitalen Ausgang mit dem Relais auf Pulsweitenmodulation um und stellen Sie die Periode ein (600 bis 7200 Sekunden; je nach System die Spalte PWM-Periode in der Tabelle der Voreinstellungen). Die Option haben Module mit PWM-Unterstützung — Liste.
- Der Ausgang wird dadurch zu einem Analogausgang — fügen Sie ihn dem PID-Regler als Ausgang im Modus Positiv hinzu.
Steigt der Ausgang in der Mitte der Periode, nachdem das Modul das Relais bereits ausgeschaltet hat, schaltet es das Relais in derselben Periode noch kurz ein. Mehrere Ausgänge mit begrenzter gemeinsamer Leistung fügen Sie einer Gruppe hinzu — Leistungsbegrenzung mit PWM-Gruppen.
Relais anderer Systeme (Shelly, Zigbee, Modbus) haben keinen PWM-Modus; verwenden Sie für sie den Temperaturhystereseregler mit einer Hysterese von einigen Zehntelgrad.
PID mit Schalter nach dem Update auf 2026.1
Der alte PID-Temperaturregler (bis Version 2025.2) konnte einen Schalter selbst schalten. Beim Update auf 2026.1 werden seine Schaltausgänge in die neue smart rule Temperaturhystereseregler mit dem Namen „Migration from - …“ verschoben; die übrigen Ausgänge bleiben im PID-Regler, und ein PID-Regler, der nur Schalter hatte, entfällt. Prüfen Sie nach dem Update den umgewandelten Hystereseregler: Die Umwandlung gibt ihm eine Heizhysterese von 0,2 °C (bis zur Korrektur in 2026.1 setzte sie 0, und das Relais schaltete alle paar Sekunden). Liegt das Relais auf einem TapHome-Bus-Modul, können Sie stattdessen den Ausgang auf Pulsweitenmodulation umstellen und dem PID-Regler hinzufügen (Abschnitt Relais und PWM); den umgewandelten Hystereseregler löschen Sie dann.