Starter-Set 'Regelungstechnik'
Beschreibung
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Mit dem Fortschreiten der technologischen Entwicklungen müssen Anwender lernen, die Größenordnung und damit die modulare Einteilung eines technischen Systems einzuschätzen. Von der Systemstruktur hängt die Spezifikation der einzelnen Aufgabenstellungen für jede modulare Einheit ab, die zur Gestaltung der Gesamtlösung führt. Unabhängig von der Größenordnung des technischen Prozesses, also angefangen von der Messung einer speziellen physikalischen Größe mit einem Sensor über das Stellen einer Prozessgröße mit einem Aktor bis hin zur kompletten Fabrikautomation, lassen sich immer wieder zwei wesentliche Verarbeitungsstrukturen beim Umgang mit den Signalgrößen feststellen, nämlich das Steuern und das Regeln.
Diese Signalgrößen können z.B. Ströme und Spannungen, man spricht von elektrischen Signalgrößen, aber auch Druck, Temperatur, Drehzahl, Geschwindigkeit, Beleuchtungsstärke usw. sein, man spricht dann von nicht-elektrischen Größen.
| Die wesentlichste Aufgabe der Regelung besteht darin, eine bestimmte Prozessgröße (Regelgröße, Istwert x) unabhängig von auftretenden Störungen auf einen vorgegebenen Führungswert (Sollwert w) zu bringen, der je nach Vorgabe, zeitlich konstant oder auch veränderlich sein kann. |
In der Regelungstechnik sind der Sollwertgeber/Differenzbilder, der PID-Regler und der Leistungstreiber Bestandteil des einschleifigen Regelkreises gem. Abb.2:
Abb.2: Das Starter-Set "Regelungstechnik" im Regelkreis
Abb.2 zeigt das Einsatzgebiet des Starter-Set "Regelungstechnik" im einschleifigen Regelkreis.
Im störungsfreien Idealfall stimmen der Vorgabewert w (z.B. Drehzahlwert eines Motors laut Programm) und der Istwert x (tatsächlich gemessene Drehzahl im Prozess) überein. In einem solchen Fall ist die Regelabweichung e zwischen Soll- und Istwert Null. Die Übereinstimmung von Soll- und Istwert kann aber durch auftretende Störungen z (z.B. Lastschwankungen, Reibung) nicht immer gegeben sein. Jetzt ist es die Aufgabe der Regelung diesen Unterschied durch einen ständigen Vergleich von Führungs- und Regelgröße selbständig zu erkennen und gegebenenfalls auszuregeln, bis der Vorgabewert mit dem Istwert wieder übereinstimmt.
Die Regelung erfordert die kontinuierliche Messung der Istgröße und den Vergleich mit der Sollgröße. Dies geschieht in einem geschlossenen Wirkungsablauf. Man spricht wegen der Kreisstruktur von einem Regelkreis.
In der Praxis kommen ganz unterschiedliche Regelungsstrukturen zum Einsatz. Diese unterscheiden sich vor allem in der Art und Weise, wie für einen betrachteten Regelkreis die Führungsgröße w generiert wird. Dies beeinflusst auch die Reglereinstellung, denn es ist regelungstechnisch ein Unterschied, ob sich in erster Linie die Führungsgröße des Regelkreises ändert oder ob vor allem Störgrößen auszuregeln sind.
Abb.3: Führungs- und Störungsverhalten
- Das Führungsverhalten wird danach beurteilt, wie schnell und exakt die Regelgröße einen neu vorgegebenen Sollwert erreicht.
- Ein gutes Störungsverhalten ist dadurch gekennzeichnet, dass der Regler beim Auftreten einer Störung den ursprünglichen Gleichgewichtszustand sehr schnell wiederherstellt.
Bestandteile des Starter-Sets "Regelungstechnik"
Das vorliegende Starter-Set "Regelungstechnik" besteht aus den vier abgebildeten Komponenten, die unter einer gemeinsamen Bestellnummer 495-00001.FA1 geordert werden können.
Es sind dies im einzelnen:
- Sollwertgeber/Differenzbilder (Best.-Nr. 490-00010.FA1)
- PID-Regler (Best.-Nr. 490-00020.FA1)
- Leistungstreiber (Best.-Nr. 490-00030.FA1)
- Set 0,63mm-Verbindungsleitungen (Best.-Nr. 900-30010)
Abb.4: Sollwertgeber/Differenzbilder
Abb.5: PID-Regler
Abb.6: Leistungstreiber
Abb.7: Set 0,63mm-Verbindungsleitungen
Selbstverständlich können sie auch nur die Einzelkomponenten unter den jeweiligen Bestellnummern erhalten.
Das so zusammengestellte Starter-Set "Regelungstechnik" ist in allen technischen Größen aufeinander abgestimmt. Abb.8 zeigt noch einmal die Bestandteile des Starter-Sets im Regelkreis.
Die Einzelheiten zu den Komponenten entnehmen Sie bitte den jeweiligen Produktbeschreibungen und Gebrauchsanweisungen, auf die hier nicht weiter eingegangen wird.
Abb.8: Bestandteile des Starter-Sets "Regelungstechnik" im Regelkreis
Das vorliegende Starter-Set ist so zusammengestellt, dass die Schnittstelle die Strecke (der Prozess) und ihre spezifische Sensorik (Messtechnik) bildet. Ein möglichst vielseitiges Einsatzgebiet für das Starter-Set ist somit gewährleistet.
Um eine Regelung jedoch komplett aufzubauen, werden eben diese weiteren Komponenten des Regelkreises gemäß Abb.2 bzw. Abb.8, nämlich die eigentliche Strecke und die Sensorik, benötigt. Die technischen Daten der Datenblätter der einzelnen Komponenten zeigen auf, welche Regelstrecken bzw. Größen geregelt werden können. Dies ist immer eine Aufgabe der Projektierung und damit im Einzelfall anzupassen.
Ergänzung
Um jedoch auch dem regelungstechnischen Laien bzw. Anfänger die Möglichkeit zu schnellen praktischen Ergebnissen zu bieten, steht z.B. als geeignet Strecke ein Motor-Generator-Satz inklusive passender Signalanpassung (Sensorik) zur Verfügung:
Motor-Generator-Satz: Best.-Nr: 490-00050.FA1
Lieferumfang
Die Lieferung erfolgt als fertig aufgebaute und getestete Baugruppe (Fertigmodul). Zubehör ist optional und muss extra bestellt werden. Dieses Zubehör gehört auch nicht zum Lieferumfang.
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