Beispiele für Regelungen - Kahlert · 2 3 Zentralgerät 4 Stellventil 5 Heizkessel 2 3 5 4 1 1...

Dozent:Dr.-Ing. Jörg Kahlert

Kontaktdaten: Ingenieurbüro Dr. Kahlert,Ludwig-Erhard-Str. 45D-59065 HammE-Mail: [email protected]

Beispiele für Regelungen

Beispiele für RegelungenFolie 2

Elektronischer vs. mechanischer Raumthermostat 1/2

VorderansichtVorderansicht

Rückansicht (geschlossen / geöffnet)Rückansicht (geschlossen / geöffnet)


Elektronischer vs. mechanischer Raumthermostat 2/2

VorderansichtVorderansicht

ElektronischElektronisch

MechanischMechanisch

Rückansicht (geschlossen / geöffnet)Rückansicht (geschlossen / geöffnet)


Raumtemperatur-Regelung (Technologieschema)

Raumtemperaturfühler mit Temperatureinsteller (Raumthermostat)

2 Zentralgerät3 Heizkessel5Stellventil4

2

35

4

1

Heizkörper1


Raumtemperatur-Regelung (Blockschaltbild)

Signale im Regelkreis:

Aufgabe des Reglers:

Blockschaltbild der Regelung:

Komponenten des Regelkreises:

Führungsgröße ( ) ("Sollwert")Regelgröße ( ) ("Istwert")

Regeldifferenz ( )= ( )- ( )

Stellgröße ( )

Störgröße ( )

w tx t

e t w t x t

y t

z t

Sollwerteinsteller (Temperatureinsteller)Regler (Zentralgerät)

Stellglied (Stellventil)

Regelstrecke (Raum mit Heizung)

Meßeinrichtung (Raumtemperaturfühler)

Regler

Meßeinrichtung

Stellglied Regel-strecke

w

-+ e

z

y x

geschlossener Wirkungskreis!

"Intelligente" Verarbeitung der Regeldifferenz ( ) zu einer Stellgröße ( ), die der Regeldifferenz entgegenwirkt.

e t y t

abc

de

a b c d

e

Wirkungsplan:Wirkungsplan:

Signale im Regelkreis:Signale im Regelkreis: Komponenten des Regelkreises:Komponenten des Regelkreises:

Aufgabe des Reglers:Aufgabe des Reglers:


Der Mensch als Regler 1/2



Badewasser-TemperaturregelungBadewasser-Temperaturregelung

Regelgröße: Wassertemperatur

Stellgröße: Zulauf Heiß/Kalt

Wunschtemperatur

Vergleichsstelle

Regler

Steller

Messglied

Regelstrecke

Stellglied


Fliehkraftregler nach James Watt (1769) 1/2

Regelgröße: DrehzahlStellgröße: DampfstromStörgröße: z. B. Laständerung


Fliehkraftregler nach James Watt (1769) 2/2

Dampfmaschine mit Fliehkraftregler (Technikmuseum Berlin)Dampfmaschine mit Fliehkraftregler (Technikmuseum Berlin)


Füllstandsregelung 1/2


Füllstandsregelung 2/2

Füllstandsregelung (z. B. Toiletten-Spülkasten)Füllstandsregelung (z. B. Toiletten-Spülkasten)

Regelgröße: Füllstand x Stellgröße: Zufluss yStörgröße: Abfluss z (-> durch Betätigung des Spülschalters)

Hier wird ein Proportional-Regler (P-Regler) eingesetzt!


Temperaturregelung (z. B. Bügeleisen) 1/2

Regelgröße: SohlentemperaturStellgröße: Heizung


Temperaturregelung (z. B. Bügeleisen) 2/2

Regelgröße: SohlentemperaturStellgröße: Heizung

e

y"Heizung ein"

"Heiz ung aus"

Reglertyp “Zweipunkt-Regler”:Reglertyp “Zweipunkt-Regler”:

Mäßige Regelgüte

Kostengünstig

Robust

+

+

-



VerkehrsregelungVerkehrsregelung

Hier liegt eine Mehrgrößenregelung vor!

Regelgröße: Verkehrsfluss

Stellgröße: „Rot/Grün-Zeiten“



Hohe Lichtintensität

Mittlere Lichtintensität

Geringe Lichtintensität



Lichtregelung am menschlichen AugeLichtregelung am menschlichen Auge

Regelgröße: Lichtmenge auf NetzhautStellgröße: Pupillenöffnung

Hohe Lichtintensität

Mittlere Lichtintensität

Geringe Lichtintensität


Drehzahlregelung (z. B. Plattenspieler) 1/2


Drehzahlregelung (z. B. Plattenspieler) 2/2

Regelgröße: Drehzahl Stellgröße: MotorspannungStörgröße: Laständerung (z. B. durch Reinigungsbürste)


???

Kursregelung eines Schiffes (z. B. beim Manöverieren durch engen Kanal)Kursregelung eines Schiffes (z. B. beim Manöverieren durch engen Kanal)

Regelgröße: Schiffskurs

Stellgröße: Ruderstellung

Störungen: WindWasserströmungen


Beispiel für eine Folgeregelung

Kursregelung eines Schiffes (z. B. beim Manöverieren durch engen Kanal)Kursregelung eines Schiffes (z. B. beim Manöverieren durch engen Kanal)

Regelgröße: Schiffskurs

Stellgröße: Ruderstellung

Störungen: WindWasserströmungen

Die Führungsgröße (Sollwert) w ändert sich hier häufig (z. B. abhängig vom Verlauf des Kanals)


???


Spezialfall „Abschaltregelkreis“

Regelgröße: Füllstand

Stellgröße: Zulauf


Komplexere Regelkreisstrukturen

MehrgrößenregelungMehrgrößenregelung

Gleichzeitige Regelung von Mischwassertemperatur und –durchflussmengein einer Mischstation (Zweigrößenregelung)Problem: Kopplung der Regelgrößen

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