Steuerungs- und Reglungstechnik

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Voraussetzungen

Grundbegriffe der Reglungstechnik

Begriff	Definition	Beispiel
Steuerstrecke	Strecke des Wirkungsweges, dem die aufgabengemäß durch Steuerung zu beeinflussende Glieder oder Teile eines Objektes oder einer Anlage, vereinbart für den jeweiligen Anwendungsfall, angehören.
Regelstrecke	Steuerstrecke in einen Regelkreis	Klimaschrank
Regelgröße x	Aufgabengemäß geregelte Ausgangsgröße der Regelstrecke	Temperatur des Klimaschrankes
Istwert der Regelgröße	Wert, den eine Größe im betrachteten Zeitpunkt tatsächlich hat	t = 70°C
Sollwert der Regelgröße x_s	Wert, den eine Größe im betrachteten Zeitpunkt haben soll	Einstellung der Temperatur des Klimaschrankes t_s = 70°C
Führungsgröße w	Größe an deren Wert der Wert der gesteuerten Größe (im Regelkreis ist das die Regelgröße) angeglichen werden soll	Der von einer Kurveinscheibe abgetastete Weg ist die Führungsgröße für den Temperaturverlauf im Klimaschrank
Regelabweichung x_w	Größe die im Ergebnis des Vergleichs von Regelgröße und Führungsgröße nach der Beziehung x_w = x - w gebildet wird	Δt = -5 K
Störgröße z	Größe, die in ungewollter und meist in unvorhersehbarer Weise in Wirkungsweg eingreift und den Steuerungs- und Reglungsprozess beeinträchtigt	Schwankungen der Außentemperatur
Stellgröße y	Ausgangsgröße der Steuer- oder Regeleinrichtung und Eingangsgröße der Stelleinrichtung	Elektrischer Strom
Glied	Objekt in einem Abschnitt eines Wirkungskreises, bei dem Eingangsgrößen in bestimmter Weise Ausgangsgrößen beeinflussen. Im allgemeinen Sinn kann ein Glied als System aufgefasst werden	Bauglied: Brückenschaltung Übertragungsglied: P-Glied

Sinnvoll ist der Einsatz einer Reglung in folgenden Fällen:

Störgrößen müssen vorhanden sein und die Prozessgrößen (Regelgrößen) so beeinflussen, das sie außerhalb der zulässigen Toleranz liegen
Der Einsatz der Reglung einen beträchtlichen qualitativen, quantitativen oder/und ökonomischen Erfolg bringt.
Die Regelgröße muss messbar sein.
Die Regelgröße muss von Stellgliedern aus veränderbar sein.

Definition und Arten der Reglung

Definition Reglung
Regeln ist Steuern mit einer solchen Rückführung, durch die die Werte der gesteuerten Größen fortlaufend mit den Werten der zugeordneten Führungsgrößen verglichen werden, um trotz wirksamer Störgrößen die Werte der gesteuerten Größen denen der Führungsgröße durch stellen anzugleichen.

Also sollen die Prozessgrößen auf den Idealzustand trotz der Einwirkung von Störgrößen gehalten werden.

Das charakteristische an der Reglung (Regelkreis) ist im Signalflussbild die Rückführung, die bei der Steuerung (Steuerstrecke) nicht vorhanden ist.

einfache Darstellung des Signalflussbildes eines Regelkreises

Die Arten der Reglung werden wie die Signale, die sie verarbeiten, zum einen eingeteilt. Sie sind in den Teil Grundbegriffe der Kybernetik aufgeführt (z.B. analog, diskret und kontinuierlich, diskontinuierlich und stetig, unstetig). Zum anderen werden sie noch in folgenden Punkten unterschieden:

nach der Beteiligung des Menschen

in selbstständige
in unselbstständige

nach der Art der Hilfsenergie

ohne Hilfsenergie
mit elektrischer Hilfsenergie
mit pneumatischer Hilfsenergie
mit hydraulischer Hilfsenergie

nach der physikalischen Größe, die die Regelgröße ist
nach der Abhängigkeit der Führungsenergie

Festwertreglung

konstante Führungsgröße, Reglung beseitigt nur den Einfluss der Störgröße

Führungsreglung

veränderliche Führungsgröße, abhängig von, einer nicht mit der Reglung in Zusammenhang stehenden Größe, Reglung beseitigt den Einfluss der Störgröße und übernimmt die Sollwertveränderung infolge der Schwankung der Führungsgröße

Zeitplanreglung

veränderliche Führungsgröße, sie ist eine Funktion der Zeit, Reglung beseitigt den Einfluss der Störgröße und übernimmt die Sollwertveränderung infolge der Zeitabhängigkeit der Führungsgröße

Struktur des Reglungskreises

Hier möchte ich die Struktur nur an zwei Signalflussbilder auszeigen.

erweitertes Signalflussbild eines Regelkreises

aufgeteiltes Signalflussbild eines Regelkreises