1 Regelungstechnik im Unterricht Einfhrung 1 Regelungstechnik im

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung 1. Regelungstechnik im Unterricht Ø Einführung. Ø Regelungstechnische Grundbegriffe einpflanzen und nicht aufsetzen. Ø Regelungstechnische Strukturen wachsen lassen. Ø Unterschiedliche Beschreibungsmittel anwenden. Ø Auswirkungen der Regelparameter erfahren. Folie 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 2 Einführung Theorie der Regelungstechnik Begriffe Istwe e öß gr ör St nz iffere d l e Reg ler g e I-Regle R Pr d e li e ß G ö r g D Regelein richtung Spr ung an t twort tion k r n u e lf e w g Re ei ngsb S u g a r tellgrö rt ße Übe Führu ngsg röße n a l p ß lflu Zweipu Signa nktregle r rt graf. Beschreibungsmittel math. Beschreibungsmittel Sollwert Reg ela bw e i c hun g Re g lkr e is e D- PI Re g ler

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Begriffe Regeln - Regelung DIN 19226: (alt) Das Regeln- die Regelung- ist ein Vorgang, bei dem eine Größe, die zu regelnde Größe (Regelgröße) fortlaufend erfasst, mit einer anderen Größe, der Führungsgröße, verglichen und abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird. Der sich dabei ergebende Wirkungsablauf findet in einem geschlossenen Kreis, dem Regelkreis statt. DIN 19226 (neu) Ziel der Regelung ist es, die Abweichung des Istwertes x vom Sollwert w möglichst klein zu halten. Dazu sind folgende Kennzeichen erforderlich: - Fortlaufende Erfassung des Istwertes (Der Regelgröße) - Vergleichen mit einem Sollwert - Berechnung einer Stellgröße zur Angleichung der Regelgröße an die Führungsgröße - Geschlossener Wirkungsablauf. Folie 3

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 4 Einführung Struktur einer Regelung: Sollwertgeber Regler Sollwert w Stellgröße y Regelstrecke Regelgröße x Störgrößen z

1. Regelungstechnik im Unterricht Funktionsschema einer Regelung Einführung Folie 5

1. Regelungstechnik im Unterricht Begriffe Einführung Folie 6

1. Regelungstechnik im Unterricht Signalflussplan Signalflusspläne in Prüfungen Einführung Folie 7

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 8 Einführung Funktionsschema Sollwertgeber Regler Stellgröße y Regelstrecke Stellgerät (Stellglied) Bildung der Regelfunktion Prozess e=w-x Vergleich Sollwert w + - Regelgröße x Messgeber Messumformer Störgrößen z

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 9 Einführung Mögliche Regelgrößen Sollwertgeber Sollwert w Regler Stellgröße y Regelgröße x Regelstrecke Mögliche Regelgrößen: Mechanische Technik: - Kraft - Materialspannung - Drehmoment - Geschwindigkeit - Beschleunigung - Hub, Stand, Lage Elektrotechnik - Spannung - Strom - Wirk- und Blindleistung - Phasenwinkel - Frequenz - Verstärkung Verfahrenstechnik - Temeratur - Druck - Menge - Durchfluß - Gemisch - Niveau, Füllstand - Konzentration - Leitfähigkeit - Lichtdurchlässigkeit - Feuchte - Gaszusammensetzung - Heizwert

1. Regelungstechnik im Unterricht Regelungsaufgabe In einem Behälter ist der Füllstand auf einem vorgegebenen Niveau konstant zu halten, wobei der Einfluss nicht vorhersehbarer Störgrößen ausgeglichen werden soll. Als nicht vorhersehbare Störeinflusse können Veränderungen der Entnahmemenge angesehen werden. Einführung Folie 10

1. Regelungstechnik im Unterricht Untersuchung der Regelstrecke 1. Ordnungskriterium: 2. Ordnungskriterium: 3. Ordnungskriterium: Einführung Folie 11

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 12 Einführung Bestimmung der Regelstreckenparameter Beharrungsverhalten: Regelstrecke Stellgröße y 0 Y 1 Q 1 10 0. . . 10 V 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 V 0. . . 10 V U Regelgröße x H Y 2 Y 3 0 10 V Messreihe: y X 2 V 4 V 6 V 8 V 10 V Q 2 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 13 Einführung Bestimmung der Regelstreckenparameter Statische Kennlinie: 10 8 V 5 0 5 10 Ergebnis: Regelgröße x ist Proportional der Stellgröße Y ==> Übertragungsbeiwert: P-Strecke = 0, 8

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 14 Einführung Bestimmung der Regelstreckenparameter Zeitverhalten: Regelstrecke Stellgröße y Ab t = 0 y=5 V fest 0 Y 1 Q 1 10 0. . . 10 V 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 V 0. . . 10 V Regelgröße x U H Y 2 Y 3 0 10 V Messreihe: t X 4 s 8 s 12 s 16 s 20 s Q 2 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 15 Einführung Bestimmung der Regelstreckenparameter Dynamische Kennlinie: y x Ergebnis: zeitlicher Zusammenhang ist eine e-Funktion ==> PT 1 -Strecke Kennwerte: Übertragungsbeiwert: Zeitkonstante: T S = 20 s

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Bestimmung der Regelstreckenparameter Ermittlung der Kennwerte der Strecke mit BORIS: Aufbau des Signalflussplans: Ergebnis: Folie 16

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Folie 17 Auswahl des Reglers ! Reglerart und Stelleinrichtung bzw. Stellglied müssen Zusammenpassen ! Stellglied für kontinuierliches Stellsignal Stellglied für binäres Stellsignal

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 18 Einführung Auswahl binäre Ansteuerung des Ventils Y 1 Zweipunkt/ Dreipunkt Zweipunkt Eingang für binäres Stellsignal

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 19 Einführung Auswahl binäres Stellsignal Aufgabe des Reglers: (verbale Beschreibung) Sollwertgeber Regler Stellgröße y Abhängig vom Soll. Istwert-Vergleich ist das Ventil Y 1 einbzw. auszuschalten OV der 10 V Zu oder AUF e=w-x + - Regelgröße x Y 1 Q 1 0/24 V 0. . . 10 V Vergleich Sollwert w Regelstrecke 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 U H Y 2 Y 3 0 V. . . 10 V Ist die Regeldifferenz e kleiner null (e < 0) bedeutet dies, dass der Istwert x größer als der Sollwert ist (x > w). Die Leistungszuführung wird also abgeschaltet. Bei positiver Regeldifferenz (e > 0) ist der Sollwert w größer als der Istwert x (w > x). Die Leistungszuführung wird deshalb eingeschaltet. Q 2 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 20 Einführung Regelfunktion: (Beschreibung mit einer Kennlinie) Regler Sollwertgeber Stellgröße y y EIN AUS 0 V oder 24 V Zu oder AUF Regelstrecke Y 1 Q 1 0/24 V 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 e e=w-x 0. . . 10 V Vergleich Sollwert w + - Regelgröße x U H Y 2 Y 3 0 V. . . 10 V Q 2 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Simulation des Regelkreises mit BORIS Aufbau des Signalflussplans: Ergebnis: Folie 21

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Interpretation des Regelergebnisses: ü Der Sollwert wird erreicht und konstant gehalten ü Das Regelergebnis ist gut ü Der Regler schaltet ständig ein und aus. Ergebnis: Der Regler in der Praxis für diese Strecke nicht verwendet werden. Folie 22

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 23 Einführung Das Ein- und Ausschalten muss mit einer Hysterese erfolgen y SH -4 -3 -2 -1 1 2 4 6 e SH = 2 Die Größe SH gibt den Wert der Schalthysterese an. Ist die Regeldifferenz e kleiner als die negative halbe Hysterese SH (e < –SH/2) wird die Leistungszuführung abgeschaltet. Zugeschaltet wird die Leistungszuführung wieder, wenn die Regeldifferenz e größer als die positive halbe Hysterese SH (e < +SH/2) ist.

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 24 Einführung Regelfunktion: Zweipunktregler mit Schalthysterese Regler Sollwertgeber Stellgröße y y EIN AUS UH OV der 10 V Zu oder AUF Regelstrecke Y 1 Q 1 0/24 V 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 e e=w-x 0. . . 10 V Vergleich Sollwert w + - Regelgröße x U H Y 2 Y 3 0 V. . . 10 V Q 2 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Simulation des Regelkreises mit BORIS Aufbau des Signalflussplans: Ergebnis: Folie 25

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Folie 26 Interpretation des Regelergebnisses Sollwert w = 5 V Hysterese H = 2 V Schaltfrequenz f = 58, 8 m. Hz y w 6 V 4 V x t =17 S Sollwert w = 5 V y 7 V 3 V Hysterese H = 4 V w x t = 37 s Schaltfrequenz f = 27 m. Hz

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Realisierungsmöglichkeiten im Unterricht: 1. Simulation z. B. mit Boris Folie 27

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Realisierungsmöglichkeiten im Unterricht: 2. Lehrmittelplatten Folie 28

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Realisierungsmöglichkeiten im Unterricht: 3. Elektronische Aufbau (Anwendung OP-Verstärker) Differenzverstärker Schalter mit Hysterese Folie 29

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Realisierungsmöglichkeiten im Unterricht: 4. Mikro-Controller Anwendung Folie 30

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Realisierungsmöglichkeiten im Unterricht: 5. Industrie - Regler Folie 31

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 32 Einführung Realisierungsmöglichkeiten im Unterricht: 6. SPS als Regler Sollwertgeber Regler Stellgröße y y EIN AUS UH OV der 24 V Zu oder AUF Regelstrecke Y 1 Q 1 0/24 V 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 e e=w-x Sollwert w + 0. . . 10 V Vergleich - Regelgröße x 0 V. . . 10 V Zifferneinsteller Ziffernanzeige Bedienen und Beobachten Zifferneinsteller; Ziffernanzeige oder Bedienpanel STEP 7 -Programm Protool-Projektierung U H Y 2 Y 3 Q 2 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 33 Einführung Auswahl kontinuierliche Ansteuerung des Ventils Y 1 Kontinuierlich PID Eingang für kontinuierliches Stellsignal

1. Regelungstechnik im Unterricht Regelungsaufgabe In einem Behälter ist der Füllstand auf einem vorgegebenen Niveau konstant zu halten, wobei der Einfluss nicht vorhersehbarer Störgrößen ausgeglichen werden soll. Als nicht vorhersehbare Störeinflusse können Veränderungen der Entnahmemenge angesehen werden. Hinweis: Der Regler soll die Aufgabe dadurch lösen, dass er eine Stellgröße y ausgibt, die ein Magnetventil so aufsteuert, dass bei gegebenem Niveau der Zulauf gleich dem Ablauf ist. Einführung Folie 34

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 35 Einführung Aufgabe des Reglers: (verbale Beschreibung) Sollwertgeber Regler Stellgröße y Abhängig vom Soll-Istwert. Vergleich ist das Ventil Y 1 mit einer Spannung von 0. . 10 V so auzusteuern, dass bei einem vorgegebenen Sollwert w die Zuflussmenge Q 1 gleich der Ablaufmenge Q 2 + Q 3 ist 0. . . 10 V Vergleich + - Y 1 Q 1 0 V. . . 10 V e=w-x Sollwert w Regelstrecke 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 U H Y 2 Regelgröße x 0 V. . . 10 V Q 2 Y 3 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 36 Einführung Regelfunktion: Stellgröße y = Regeldifferenz y=e=w-x Sollwertgeber Regler Stellgröße y 0 V. . . 10 V Regelstrecke Y 1 Q 1 0. . . 10 V 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 e=w-x 0. . . 10 V Vergleich Sollwert w + - Regelgröße x U H Y 2 Y 3 0 V. . . 10 V Q 2 Q 1 Hinweis: Da am Ausgang des Reglers eine analoge Spannung benötigt wird und im Regler die Regeldifferenz e als analoge Spannung vorliegt, bietet sich an, diese als Stellgröße y zu verwenden.

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Simulation des Regelkreises mit BORIS Aufbau des Signalflussplans: Ergebnis: Folie 37

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Folie 38 Interpretation des Regelergebnisses: ü Der Sollwert wird nicht erreicht. ü Die Regelgröße stellt sich auf einen konstanten aber zu niedrigen Wert ein. Verbesserung. Bei kleiner werdender Regeldifferenz e müsste die Stellgrößer werden, damit der Sollwert erreicht wird.

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 39 Einführung Regelfunktion: Stellgröße y = Konstante KPR * Regeldifferenz e y = KPR * e Sollwertgeber Regler Stellgröße y 0 V. . . 10 V Regelstrecke Y 1 Q 1 0. . 10 v. V 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Verstärkung von e: y = KP e e=w-x 0. . . 10 V Vergleich Sollwert w + - Regelgröße x 0 V. . . 10 V U H Y 2 Y 3 Q 2 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 40 Einführung Kennlinie des Proportional-Reglers (P-Regler): Sollwertgeber Regler Stellgröße y 0 V. . . 10 V y Regelstrecke Y 1 Q 1 0. . 10 V Kp 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 e e=w-x 0. . . 10 V Vergleich Sollwert w + - Regelgröße x 0 V. . . 10 V U H Y 2 Y 3 Q 2 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Simulation des Regelkreises mit BORIS Aufbau des Signalflussplans: Ergebnis: Folie 41

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 42 Einführung Regelergebnis: Sollwert w = 5 V x = 4. 44 Proportionalbeiwert Kp = 10 Y = 5, 55 5. 55 4. 44 y w x Erkenntnis: Je größer Kpr umso kleiner ist die Regeldifferenz e. Versuch mit Kpr = 1000

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Regelergebnis: Sollwert w = 5 V Proportionalbeiwert Kp = 1000 Erkenntnis: Wenn KPR zu groß wird, schwing der Regler. (Zweipunktverhalten) Folie 43

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Zusammenfassung P-Regler: Der P-Regler reagiert sehr schnell. Er greift ohne Verzögerung ein. Der Nachteil des P-Reglers besteht in der bleibenden Regelabweichung. Bei zu großem Verstärungsfaktor KPR des P-Reglers fängt der Regler an zu schwingen. Folie 44

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 45 Einführung Bildung der Regelfunktion ohne Regelabweichung (e=0) Sollwertgeber Regler Stellgröße y Ziel: Eingangsgröße e = 0; Ausgangsgröße y > 0, genau den Wert, bei dem Zufluss = Abfluss ist. 0. . . 10 V Vergleich + - Y 1 Q 1 0 V. . . 10 V e=w–x Sollwert w Regelstrecke 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 U H Y 2 Regelgröße x 0 V. . . 10 V Q 2 Y 3 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 46 Einführung Bildung der Regelfunktion ohne Regelabweichung (e=0) Sollwertgeber Regler Stellgröße y y = K I × å e × Dt Regelstrecke Y 1 Q 1 0 V. . . 10 V 0. . . 10 V 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 y = K I × ò e × dt e=w–x 0. . . 10 V Vergleich Sollwert w + - U H Y 2 Regelgröße x 0 V. . . 10 V Q 2 Y 3 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 47 Einführung Kennlinie des Summations-Reglers (I-Regler): Sollwertgeber Regler y Stellgröße y Regelstrecke Y 1 Q 1 0 V. . . 10 V KI 0. . . 10 V 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 t e=w–x 0. . . 10 V Vergleich Sollwert w + - U H Y 2 Regelgröße x 0 V. . . 10 V Q 2 Y 3 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Simulation des Regelkreises mit BORIS Aufbau des Signalflussplans: Ergebnis: Folie 48

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Regelergebnis: Ti = 1 Sollwert w = 5 V y W x Ausregelzeit Ta = 150 s 8 Überschwingungen etwa 1 V Folie 49

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Regelergebnis: Ti = 10 Sollwert w = 5 V y W x Ausregelzeit Ta = 150 s 2 Überschwingungen etwa 1, 3 V Folie 50

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Folie 51 Regelergebnis: Sollwert w = 5 V Ti = 0. 1 y W x Ausregelzeit Ta > 150 s 40 Überschwingungen etwa 0, 4 V

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Folie 52 Zusammenfassung I-Regler: Beim I-Regler tritt keine bleibende Regeldifferenz auf. Wegen der unvermeindlichen Massenträgheit benötigt der I-Regler allerdings eine bestimmte Zeit, um bei einer sprunghaft auftretenden Regeldifferenz die Stellgröße aufzubauen. Je kleiner Ti, desto größer sind die Stellgrößenschwankungen und umso kleiner sind die Regelgrößenschwankungen.

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 53 Einführung Bildung der Regelfunktion mit kurzer Reaktionszeit und ohne Regelabweichung (e=0) Sollwertgeber Regler Stellgröße y Y wird so gebildet, dass Zufluss = Abfluss ist, aber auch eine schnelle Reaktion auf Sollwertveränderungen bzw. Störungen entstehen. 0. . . 10 V Vergleich + - Y 1 Q 1 0 V. . . 10 V e=w–x Sollwert w Regelstrecke 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 U H Y 2 Regelgröße x 0 V. . . 10 V Hinweis: Die beiden Eigenschaften der bisher untersuchten Regelfunktionen werden vereint. Q 2 Y 3 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 54 Einführung Bildung der Regelfunktion des PI-Reglers: Regler Sollwertgeber + P-Regler Regelstrecke Stellgröße y Q 1 0 V. . . 10 V + Y 1 0. . 10 V 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 I-Regler e=w-x 0. . . 10 V Vergleich Sollwert w + - Regelgröße x 0 V. . . 10 V U H Y 2 Y 3 Q 2 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 55 Einführung Kennlinie des PI-Reglers: Sollwertgeber Regler Stellgröße y KI y Regelstrecke Y 1 Q 1 0 V. . . 10 V 0. . . 10 V KP 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 t e=w–x 0. . . 10 V Vergleich Sollwert w + - U H Y 2 Regelgröße x 0 V. . . 10 V Q 2 Y 3 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 56 Einführung PI-Regeleinrichtung: Regelfunktion und Nachstellzeit Tn: PI y KI I-Anteil P-Anteil Kp Tn Tn Nachstellzeit Tn: t

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Simulation des Regelkreises mit BORIS Aufbau des Signalflussplans: ODER: Folie 57

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Regelergebnis: Sollwert w = 5 V KP = 5 TN= 5 s Folie 58

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Regelergebnis: Sollwert w = 5 V KP = 5 TN= 50 s Folie 59

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Regelergebnis: Sollwert w = 5 V KP = 5 TN= 0. 5 s Folie 60

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Folie 61 Zusammenfassung PI-Regler: Der PI-Regler vereinigt die Eigenschaften des P -Reglers und des I-Reglers. Für eine PT 1 -Strecke lassen sich mit diesem Regler optimale Regelergebnisse erzielen.

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 62 Einführung Regelungsaufgabe für neue Strecke In einem Behälter ist der Füllstand auf einem vorgegebenen Niveau konstant zu halten, wobei der Einfluss nicht vorhersehbarer Störgrößen ausgeglichen werden soll. U 1 U 2 T=var Kp=var Y 1 Q 1 0. . . 10 V 100 90 Das Zulaufventil des Behälters folgt nicht unmittelbar der analogen Eingangsspannung, sondern verzögert. 80 70 60 50 40 30 20 10 T Hinweis: Der Regler soll die Aufgabe dadurch lösen, dass er eine Stellgröße y ausgibt, die ein Magnetventil so aufsteuert, dass bei gegebenem Niveau der Zulauf gleich dem Ablauf ist. 0. . . 10 V 0 U H Y 2 Kp Q 2 Y 3 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 63 Einführung Bestimmung der Regelstreckenparameter Beharrungsverhalten: Messreihe: y 2 V 4 V 6 V 8 V 10 V 4 s 8 s 12 s 16 s 20 s X Zeitverhalten: Messreihe: t X

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Folie 64 Bestimmung der Regelstreckenparameter Dynamische Kennlinie: 8 s 62 s Ergebnis: zeitlicher Zusammenhang ist eine ==> PT 2 -Strecke Kennwerte: Übertragungsbeiwert: Zeitkonstanten: Verzugszeit TU = 8 s Ausgleichszeit T g = 62 s

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 65 Einführung Regelbarkeit der Strecke: Tu Tg = 8 62 = 0, 129 Gut regelbar

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 66 Einführung Aufgabe des Reglers: (verbale Beschreibung) Sollwertgeber Regelstrecke Y 1 Regler Stellgröße y Bildung der Regelfunktion: mit e = 0; und Ausgangsgröße y > 0. Y gleich den Wert, bei dem Zufluss = Abfluss ist, aber sehr schnelle Reaktion auf Sollwertveränderungen bzw. Störungen. U 1 Q 1 U 2 T=var Kp=var 0. . . 10 V 0 V. . . 10 V 100 90 80 70 60 50 40 30 20 T e=w-x Vergleich Sollwert w + 10 0 U 0. . . 10 V H Y 2 - Regelgröße x 0 V. . . 10 V Kp Q 2 Y 3 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 67 Einführung Bildung der Regelfunktion des PID-Reglers: Regelstrecke Y 1 Regler Sollwertgeber + P-Regler Stellgröße y. U 1 Q 1 U 2 T=var Kp=var 0. . . 10 V 0 V. . . 10 V + D-Regler I-Regler e=w-x T Vergleich Sollwert w + 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 - Regelgröße x U 0. . . 10 V H Y 2 Kp 0 V. . . 10 V Hinweis: Durch die D-Aufschaltung wird erreicht, dass bei einer schnellen Änderung der Regeldifferenz e die Stellgröße y gleich am Anfang kräftig verstellt wird. Y 3 Q 2 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 68 Einführung Kennlinie des PID-Reglers: Sollwertgeber Regler Stellgröße y KI y Regelstrecke Y 1 0 V. . . 10 V U 1 Q 1 U 2 T=var Kp=var 0. . . 10 V KP 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 t e t T e=w–x Vergleich Sollwert w + - U 0. . . 10 V H Y 2 Regelgröße x 0 V. . . 10 V Kp Q 2 Y 3 Q 1

1. Regelungstechnik im Unterricht Folie 69 Einführung PID-Regeleinrichtung: Nachstellzeit Tn und Vorhaltezeit Tv y PI P-Anteil Kp * e t Nachstellzeit Tn: Vorhaltezeit Tv:

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Simulation des Regelkreises mit BORIS Aufbau des Signalflussplans: Regelergebnis Folie 70

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Regelergebnis: Sollwert w = 5 V KP = 5 Ti = 20 s Tv = 1 s Folie 71

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Regelergebnis: Sollwert w = 5 V KP = 5 Ti = 10 s Tv = 1 s Folie 72

1. Regelungstechnik im Unterricht Einführung Folie 73 Zusammenfassung PID-Regler: Im PID-Regler sind die drei grundsätzlichen Übertragungseigenschaften - proportional, integral und differentiell zusammengefasst. Die PID Regelfunktion zeichnet sich sowohl durch ein gutes statisches Verhalten (keine bleibende Regelabweichung) als auch durch eine gute Anpassbarkeit an die dynamischen Forderungen einer Regelstrecke aus.