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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)
Beispiele für RegelungenFolie 3
Elektronischer vs. mechanischer Raumthermostat 2/2
VorderansichtVorderansicht
ElektronischElektronisch
MechanischMechanisch
Rückansicht (geschlossen / geöffnet)Rückansicht (geschlossen / geöffnet)
Beispiele für RegelungenFolie 4
Raumtemperatur-Regelung (Technologieschema)
Raumtemperaturfühler mit Temperatureinsteller (Raumthermostat)
2 Zentralgerät3 Heizkessel5Stellventil4
2
35
4
1
Heizkörper1
Beispiele für RegelungenFolie 5
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:
Beispiele für RegelungenFolie 6
Der Mensch als Regler 1/2
Beispiele für RegelungenFolie 7
Der Mensch als Regler 2/2
Badewasser-TemperaturregelungBadewasser-Temperaturregelung
Regelgröße: Wassertemperatur
Stellgröße: Zulauf Heiß/Kalt
Wunschtemperatur
Vergleichsstelle
Regler
Steller
Messglied
Regelstrecke
Stellglied
Beispiele für RegelungenFolie 8
Fliehkraftregler nach James Watt (1769) 1/2
Regelgröße: DrehzahlStellgröße: DampfstromStörgröße: z. B. Laständerung
Beispiele für RegelungenFolie 9
Fliehkraftregler nach James Watt (1769) 2/2
Dampfmaschine mit Fliehkraftregler (Technikmuseum Berlin)Dampfmaschine mit Fliehkraftregler (Technikmuseum Berlin)
Beispiele für RegelungenFolie 10
Füllstandsregelung 1/2
Beispiele für RegelungenFolie 11
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!
Beispiele für RegelungenFolie 12
Temperaturregelung (z. B. Bügeleisen) 1/2
Regelgröße: SohlentemperaturStellgröße: Heizung
Beispiele für RegelungenFolie 13
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
+
+
-
Beispiele für RegelungenFolie 14
Der Mensch als Regler 1/4
Beispiele für RegelungenFolie 15
Der Mensch als Regler 2/4
VerkehrsregelungVerkehrsregelung
Hier liegt eine Mehrgrößenregelung vor!
Regelgröße: Verkehrsfluss
Stellgröße: „Rot/Grün-Zeiten“
Beispiele für RegelungenFolie 16
Der Mensch als Regler 3/4
Hohe Lichtintensität
Mittlere Lichtintensität
Geringe Lichtintensität
Beispiele für RegelungenFolie 17
Der Mensch als Regler 4/4
Lichtregelung am menschlichen AugeLichtregelung am menschlichen Auge
Regelgröße: Lichtmenge auf NetzhautStellgröße: Pupillenöffnung
Hohe Lichtintensität
Mittlere Lichtintensität
Geringe Lichtintensität
Beispiele für RegelungenFolie 18
Drehzahlregelung (z. B. Plattenspieler) 1/2
Beispiele für RegelungenFolie 19
Drehzahlregelung (z. B. Plattenspieler) 2/2
Regelgröße: Drehzahl Stellgröße: MotorspannungStörgröße: Laständerung (z. B. durch Reinigungsbürste)
Beispiele für RegelungenFolie 20
???
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
Beispiele für RegelungenFolie 21
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)
Beispiele für RegelungenFolie 22
???
Beispiele für RegelungenFolie 23
Spezialfall „Abschaltregelkreis“
Regelgröße: Füllstand
Stellgröße: Zulauf
Beispiele für RegelungenFolie 24
Komplexere Regelkreisstrukturen
MehrgrößenregelungMehrgrößenregelung
Gleichzeitige Regelung von Mischwassertemperatur und –durchflussmengein einer Mischstation (Zweigrößenregelung)Problem: Kopplung der Regelgrößen