zum Directory-modus

Grundlagen Regelung

Definitionen und Begriffe der Regelungstechnik

Überall, wo es auf die genaue Einhaltung von Prozessbedingungen ankommt, ist es erforderlich den Prozess zu beobachten, Abweichungen von einem geforderten Verhalten zu registrieren und in geeigneter Art und Weise auf diese Abweichungen zu reagieren, so dass sich ein gefordertes Verhalten wieder einstellt.

Zur Beobachtung müssen Signale gemessen werden, die das Systemverhalten beschreiben bzw. die Informationen über die herrschenden Zustände liefern (z.B. Temperatur, Druck, Stoffgrößen). Der Vergleich des gemessenen mit dem geforderten Zustand sowie die geforderten Eingriffe können entweder von Menschen oder Geräten vorgenommen werden. In beiden Fällen spricht man von Regelung. Sie ist gekennzeichnet durch die Schritte Messen-Vergleichen-Stellen.

Beim Steuern und Regeln handelt es sich um technische Vorgänge in abgegrenzten technologischen Systemen, in denen technische Größen in einer beabsichtigten Art und Weise beeinflusst werden. Man unterscheidet zwischen Steuerung und Regelung.

Definition
Steuerung: Gemäß DIN 19 226 Teil 1: Das Steuern, die Steuerung ist ein Vorgang in einem System, bei dem eine oder mehrere Größen als Eingangsgrößen andere Größen als Ausgangsgrößen aufgrund der dem System eigentümlichen Gesetzmäßigkeiten beeinflussen. Kennzeichen für das Steuern ist der offene Wirkungsweg oder ein geschlossener Wirkungsweg, bei dem die durch die Eingangsgrößen beeinflussten Ausgangsgrößen nicht fortlaufend und nicht wieder über dieselben Eingangsgrößen auf sich selbst wirken.
Beispiel

1. Durch Züchtung (Selektion) kann der Ertrag von Kulturpflanzen beeinflusst (bzw. gesteuert) werden.2. Durch Betätigung einer Heizung wird die Raumtemperatur beeinflusst. 3. Licht steuert die Entwicklung von Pflanzen.

Definition
Regelung: Gemäß DIN 19 226 Teil 1: Das Regeln, die Regelung ist ein Vorgang, bei dem fortlaufend eine Größe, die Regelgröße (die zu regelnde Größe), erfasst, mit einer anderen Größe, der Führungsgröße, verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird. Kennzeichen für das Regeln ist der geschlossene Wirkungsablauf, bei dem die Regelgröße im Wirkungsweg des Regelkreises fortlaufend sich selbst beeinflusst.
Beispiel

1. Regelung der Beleuchtungsstärke auf der Netzhaut mittels Schließmuskel der Pupille. 2. Regelung der Raumtemperatur mittels einer Klimaanlage.

Begriffe

Information: Ist die Beseitigung einer Ungewissheit durch gegebene Auskünfte, Mitteilungen oder gewonnene Erkenntnisse über Dinge und Erscheinungen. In der Regelungstechnik dient der Begriff zur Beschreibung des Signalverhaltens. Er kann als Oberbegriff für Nachrichten, Daten, Messwerte, Meldungen, Ergebnisse u.ä. aufgefasst werden.

Signal: Ist der physikalische Prozess, der die materielle Verkörperung einer bestimmten Information darstellt.

Übertragungsglied: Ist eine Einrichtung, der Eingangs- (Y) und Ausgangssignale (X) zugeordnet werden können. (z.B. Ventile, Verstärker). Im einfachsten Fall ist es ein Element mit einem Eingangssignal (y) und einem Ausgangssignal (x).

Verändert sich das Eingangssignal, so ändert sich auch das Ausgangssignal. Der kausale Zusammenhang zwischen dem Eingangs- und Ausgangssignal wird als Übertragungsverhalten bezeichnet.

Abb.1
Schema eines Übertragungsgliedes

Dieses Verhalten wird durch einen mathematischen Ausdruck beschrieben (X= f(Y)). Im Wirkungsweg von Signalen wird ein einfaches Übertragungsglied als Block mit einem eingehenden und einem ausgehenden Pfeil dargestellt.

System: Wird im regelungstechnischen Sinn als Gesamtheit von Übertragungsgliedern (ÜG) aufgefasst, die miteinander verbunden sind (z.B. automatische Heizungsregelung). Man unterscheidet Systeme mit Ketten- und Kreisstruktur. Bei einer Kettenstruktur bildet das Ausgangssignal des einen ÜG das Eingangssignal des nächsten ÜG usw.

Abb.2
Systeme mit Ketten- und Kreisstruktur

Ist der Ausgang eines ÜG mit dem Eingang des gleichen ÜG verbunden, so spricht man von einer Rückführung. Die Rückführung kann entweder unmittelbar auf den Eingang des gleichen ÜG oder über andere Glieder des Systems erfolgen. Ein derartiges System mit Rückführung besitzt eine Kreisstruktur. Ein spezielles System mit Kreisstruktur ist der Regelkreis.

Literatur

Autorenkollektiv: Technisch-chemisches Praktikum; VEB Deutscher Verlag für die Grundstoffindustrie, Leipzig, 1977 DIN 19226, Teil 2 Dörrscheidt, F.; Latzel, W.: Grundlagen der Regelungstechnik; B. G. Teubner Stuttgart, 1989 Patat, F.; Kirchner, R.: Praktikum der Technischen Chemie; Walter de Gruyter; Berlin, New York, 1986

<Seite 1 von 11